Adaptações do organismo.  Tipos de adaptação: adaptações morfológicas, fisiológicas e comportamentais Adaptação de organismos a diferentes condições de existência exemplos

Adaptações do organismo. Tipos de adaptação: adaptações morfológicas, fisiológicas e comportamentais Adaptação de organismos a diferentes condições de existência exemplos

Biologia. Biologia geral. Grau 11. Nível básico Sivoglazov Vladislav Ivanovich

10. Adaptações de organismos às condições de vida como resultado da seleção natural

Lembrar!

Com base em suas próprias observações, dê exemplos da adaptabilidade dos organismos às condições de existência.

Por muitos séculos, a ciência natural foi dominada pela ideia da existência na natureza da conveniência primordial. Os proponentes do criacionismo acreditavam que Deus criou cada espécie em absoluta conformidade com condições de vida específicas. Com o desenvolvimento das ideias evolutivas, a sociedade reconheceu a existência da variabilidade, mas os mecanismos de sua ocorrência ainda não eram claros. J. B. Lamarck acreditava que o desenvolvimento de adaptações é uma resposta dos organismos à ação de fatores ambientais. E somente com o advento da teoria evolutiva de Charles Darwin, as adaptações dos organismos passaram a ser consideradas como resultado da ação da seleção natural em determinadas condições ambientais.

Todos os seres vivos estão perfeitamente adaptados às suas condições de vida. A aptidão aumenta as chances dos organismos sobreviverem e deixarem descendentes, ou seja, ajuda esses indivíduos a vencer a luta pela existência e passar seus genes para as próximas gerações. O processo evolutivo em qualquer população prossegue em dois estágios. Primeiro, há a diversidade genética, manifestada em traços fenotípicos. Então, no curso da seleção natural, são preservados os traços e propriedades que proporcionam aos indivíduos de uma determinada população adaptações ótimas às condições de vida. Como as condições de vida dos organismos são diversas, as adaptações a eles são igualmente diversas. As adaptações afetam os sinais e propriedades externas e internas dos organismos, as características de reprodução e comportamento, ou seja, existem muitas formas diferentes de adaptabilidade dos organismos ao meio ambiente.

Adaptações morfológicas. Essas adaptações estão associadas às características estruturais do corpo. Além disso, como todos os outros tipos de adaptações, as adaptações morfológicas, em termos de significado evolutivo, são divididas em em geral, que geralmente afetam grandes táxons (ordens, classes, tipos) e especial, associadas a condições de existência mais restritas (espécies, grupos de espécies). Por exemplo, o surgimento de uma asa em pássaros é a maior mudança que possibilitou que organismos vivos conquistassem o espaço aéreo. Posteriormente, surgiram adaptações secundárias e terciárias em sua base, por exemplo, características estruturais da asa associadas ao tipo de voo. Compare o voo de ataque de um petrel e o voo manobrável de um beija-flor, que permite que o pássaro paire no ar em um ponto e dê marcha à ré.

O exemplo favorito de adaptação de Darwin foi o pica-pau. Em A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural, Darwin escreveu: “Que exemplo mais impressionante de adaptação pode ser dado do que o pica-pau subindo em troncos de árvores e pegando insetos em rachaduras na casca?”

Um exemplo clássico de adaptações é a estrutura da perna em diferentes espécies de aves. Um exemplo notável de adaptação a diferentes tipos de alimentos é o formato diversificado dos bicos das aves (ver Fig. 9).

A forma plana do corpo dos peixes demersais e o corpo em forma de torpedo dos tubarões, a pelagem espessa dos mamíferos do norte, o corpo flexível dos animais escavadores são exemplos de adaptações morfológicas nos animais. Formas semelhantes de adaptação existem no reino vegetal. Nas terras altas e na tundra, a maioria das plantas tem formas rastejantes e semelhantes a almofadas, que são resistentes a ventos fortes, são facilmente cobertas de neve no inverno e não são danificadas em geadas severas.

Coloração protetora. Esta coloração é uma excelente forma de proteção contra inimigos para muitas espécies de animais. Graças a ela, os animais ficam menos visíveis.

Aves fêmeas que nidificam no chão praticamente se fundem com o cenário geral da área. Os ovos e filhotes dessas espécies de aves também são invisíveis e, por exemplo, os ovos de cegonha não possuem cor protetora, pois, via de regra, são inacessíveis aos inimigos (Fig. 24).

Arroz. 24. A coloração protetora permite que os pássaros se fundam com a paisagem: A - a coloração da pequena galinhola repete os tons do solo da floresta; B - filhotes de gaivota nos primeiros dias de vida

Arroz. 25. Cor branca dos animais do Extremo Norte: A - raposa polar; B - foca bebê; B - urso polar

Muitos tipos de insetos têm uma coloração protetora, por exemplo, a cor das asas das borboletas noturnas se funde completamente com a superfície em que passam as horas do dia. Gafanhotos verdes são indistinguíveis na grama, lagartos amarelo-areia no deserto, raposas polares na neve. Deve-se notar que nas regiões do Extremo Norte, a coloração branca é muito comum entre os animais, tornando-os invisíveis na superfície nevada (ursos polares, corujas, lagópodes e muitos outros) (Fig. 25).

Alguns animais apresentam uma coloração brilhante característica formada pela alternância de listras ou manchas claras e escuras (tigres, leopardos, veados malhados, filhotes de javali). Essa coloração imita as alternâncias de luz e sombra na natureza circundante e torna os animais menos visíveis em matas densas (Fig. 26).

Arroz. 26. Chitas. Um exemplo de coloração paternalista

Camaleões, polvos e outros animais podem mudar de cor dependendo das condições de iluminação.

Coloração de advertência. Em vários animais, em vez de uma coloração protetora, desenvolve-se uma advertência ou ameaça. Como regra, essa coloração é característica de insetos que picam ou têm glândulas venenosas. Um pássaro que provou uma joaninha venenosa ou um zangão brilhantemente listrado dificilmente tentará novamente.

Disfarce. Um bom meio de proteção contra os inimigos não é apenas ocultar a coloração, mas também disfarçar - a correspondência da forma do corpo com objetos da natureza viva e inanimada. A semelhança com objetos ambientais permite que muitos animais evitem predadores. Quase indistinguível nos matagais de algas marinhas. A forma do corpo de alguns insetos lembra folhas, cascas, galhos ou espinhos de plantas (Fig. 27).

Mimetismo. Muitos animais inofensivos no processo de evolução tornaram-se semelhantes a espécies venenosas. Este fenômeno de imitação de uma espécie indefesa por espécies não relacionadas bem protegidas e alertas é chamado de mimetismo(do grego mimikos - imitativo). As abelhas e seus imitadores, as moscas-das-flores, não são atraentes para as aves insetívoras (Fig. 28). Muitas cobras não venenosas são muito semelhantes às venenosas, e o padrão nas asas de algumas borboletas lembra os olhos dos predadores.

Arroz. 27. Disfarce no mundo dos insetos

adaptações bioquímicas. Muitos animais e plantas são capazes de formar várias substâncias que servem para protegê-los de inimigos e atacar outros organismos. As substâncias odoríferas de percevejos, venenos de cobras, aranhas, escorpiões, toxinas de plantas estão entre esses dispositivos.

As adaptações bioquímicas também são o aparecimento de uma estrutura especial de proteínas e lipídios em organismos que vivem em temperaturas muito altas ou baixas. Tais características permitem que esses organismos existam em fontes termais ou, inversamente, em condições de permafrost.

Arroz. 28. Hoverflies em flores

Arroz. 29. Esquilo em hibernação

Adaptações fisiológicas. Essas adaptações estão associadas à reestruturação do metabolismo. Sem eles, é impossível manter a homeostase em condições ambientais em constante mudança.

Uma pessoa não pode ficar sem água doce por muito tempo devido às peculiaridades de seu metabolismo de sal, mas pássaros e répteis, que passam a maior parte de suas vidas no mar e bebem água do mar, adquiriram glândulas especiais que lhes permitem se livrar rapidamente do excesso de sais.

Muitos animais do deserto acumulam muita gordura antes do início da estação seca: quando é oxidada, forma-se uma grande quantidade de água.

adaptações comportamentais. Um tipo especial de comportamento em certas condições é muito importante para a sobrevivência na luta pela existência. Comportamento escondido ou assustador quando um inimigo se aproxima, estocagem de alimentos para um período desfavorável do ano, hibernação de animais e migrações sazonais que lhes permitem sobreviver a um período frio ou seco - esta não é uma lista completa de vários tipos de comportamento que surgem em o curso da evolução como uma adaptação a condições específicas de existência (Fig. .29).

Arroz. 30. Torneio de Acasalamento de Antílopes Machos

Deve-se notar que muitos tipos de adaptações são formados em paralelo. Por exemplo, o efeito protetor da coloração de proteção ou advertência é bastante aprimorado quando combinado com o comportamento apropriado. Animais com uma coloração protetora congelam em um momento de perigo. A coloração de advertência, pelo contrário, é combinada com um comportamento demonstrativo que assusta um predador.

As adaptações comportamentais associadas à procriação são de particular importância. Comportamento de acasalamento, seleção de parceiros, formação de família, cuidado com a prole - esses tipos de comportamento são inatos e específicos da espécie, ou seja, cada espécie tem seu próprio programa de comportamento sexual e de pais filhos (Fig. 30-32).

A natureza relativa das adaptações. Todos os organismos vivos estão perfeitamente adaptados às condições de seu habitat, seja deserto ou florestas equatoriais, profundezas do mar ou savanas. Cada organismo possui muitas adaptações que se formaram como resultado da ação da seleção natural em condições ambientais bem definidas. Quando essas condições mudam, as adaptações podem perder seu valor adaptativo e até prejudicar seu dono, ou seja, as adaptações relativa conveniência. A coloração branca de inverno das lebres torna-se perigosa durante os períodos de degelo ou em invernos com pouca neve (Fig. 33). Se as condições externas mudarem muito drasticamente, novas adaptações não terão tempo de se formar, o que levará à extinção de grandes grupos de organismos, como aconteceu há mais de 60 milhões de anos com os dinossauros.

Arroz. 31. Comportamento de acasalamento de gansos-patola

Arroz. 32. Cuidando de filhotes de pinguins

Arroz. 33. Coloração de inverno de uma lebre

Assim, como resultado da ação das forças motrizes da evolução, os organismos desenvolvem e melhoram as adaptações às condições ambientais. A fixação em populações isoladas de várias adaptações pode eventualmente levar à formação de novas espécies.

Revisar perguntas e tarefas

1. Dê exemplos da adaptabilidade dos organismos às condições de existência.

2. Por que alguns animais têm uma cor brilhante e desmascarada, enquanto outros, ao contrário, são condescendentes?

3. Qual é a essência do mimetismo?

4. A ação da seleção natural se estende ao comportamento dos animais? Dar exemplos.

5. Quais são os mecanismos biológicos para o surgimento da coloração adaptativa (ocultação e alerta) em animais?

6. As adaptações fisiológicas são fatores que determinam o nível de aptidão do organismo como um todo?

7. Qual é a essência da relatividade de qualquer adaptação às condições de vida? Dar exemplos.

Acho! Executar!

1. Por que não há adaptação absoluta às condições de vida? Dê exemplos que comprovem a natureza relativa de qualquer dispositivo.

2. Os filhotes de javali têm uma coloração listrada característica que desaparece com a idade. Dê exemplos semelhantes de mudanças de cor em adultos em comparação com a prole. Esse padrão pode ser considerado comum a todo o mundo animal? Se não, para quais animais e por que é típico?

3. Reúna informações sobre animais de cores de advertência em sua área. Explique por que o conhecimento deste material é importante para todos. Faça um estande de informações sobre esses animais. Faça uma apresentação sobre este tema na frente de alunos do ensino fundamental.

Trabalhar com computador

Consulte o aplicativo eletrônico. Estude o material e complete as tarefas.

Repita e lembre-se!

Humano

As adaptações comportamentais são comportamentos reflexos incondicionados inatos. Habilidades inatas existem em todos os animais, incluindo humanos. Um bebê recém-nascido pode sugar, engolir e digerir alimentos, piscar e espirrar, reagir à luz, som e dor. Estes são exemplos reflexos incondicionados. Tais formas de comportamento surgiram no processo de evolução como resultado da adaptação a certas condições ambientais relativamente constantes. Reflexos incondicionados são herdados, então todos os animais nascem com um complexo pronto de tais reflexos.

Cada reflexo incondicionado ocorre a um estímulo estritamente definido (reforço): alguns à comida, outros à dor, outros ao aparecimento de novas informações, etc. Os arcos reflexos dos reflexos incondicionados são constantes e passam pela medula espinhal ou tronco encefálico.

Uma das classificações mais completas dos reflexos incondicionados é a classificação proposta pelo acadêmico P. V. Simonov. O cientista propôs dividir todos os reflexos incondicionados em três grupos, diferindo nas características da interação dos indivíduos entre si e com o ambiente. Reflexos vitais(de lat. vita - vida) visam preservar a vida do indivíduo. O descumprimento das mesmas acarreta a morte do indivíduo, não sendo necessária a sua implementação a participação de outro indivíduo da mesma espécie. Este grupo inclui os reflexos de comida e bebida, reflexos homeostáticos (manter uma temperatura corporal constante, frequência respiratória ideal, frequência cardíaca, etc.), defensivos, que, por sua vez, são divididos em passivo-defensivos (fugir, esconder) e defensivos ativos (ataque a um objeto ameaçador) e alguns outros.

Para zoossocial, ou role-playing reflexos incluem aquelas variantes de comportamento inato que surgem ao interagir com outros indivíduos de sua espécie. São reflexos sexuais, pais-filhos, territoriais, hierárquicos.

O terceiro grupo é reflexos do autodesenvolvimento. Eles não estão ligados à adaptação a uma situação específica, mas, por assim dizer, voltados para o futuro. Entre eles estão o comportamento exploratório, imitativo e lúdico.

Este texto é uma peça introdutória. Do livro Sobre a Origem das Espécies por Seleção Natural ou a Preservação de Raças Favorecidas na Luta pela Vida autor Darwin Charles

Exemplos da ação da seleção natural, ou a sobrevivência do mais apto. Para descobrir como eu acho que a seleção natural funciona, vou pedir permissão para apresentar um ou dois exemplos imaginários. Imagine um lobo comendo vários animais

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Possíveis consequências da ação da seleção natural através da divergência do traço e a extinção dos descendentes de um ancestral comum. Com base nas considerações brevemente esboçadas, podemos supor que os descendentes modificados de uma espécie terão mais

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Limites de aplicação da teoria da seleção natural. Pode-se perguntar até que ponto estendo a doutrina da modificação das espécies. Não é fácil responder isso, pois, à medida que aumenta o grau de diferença entre as formas consideradas, elas diminuem em número e em quantidade.

Do livro Fundamentos de Psicofisiologia autor Alexandrov Yuri

2.2. Adaptações dos organismos As adaptações dos organismos ao ambiente são chamadas de adaptações. As adaptações são entendidas como quaisquer mudanças na estrutura e funções dos organismos que aumentam suas chances de sobrevivência.A capacidade de adaptação é uma das principais propriedades da vida em geral, pois

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Capítulo 3. PRINCIPAIS FATORES ABIÓTICOS E ADAPTAÇÃO A ELES

Do livro Mestres da Terra autor Wilson Eduardo

3.1.3. Adaptações de temperatura de organismos poiquilotérmicos A temperatura de organismos poiquilotérmicos muda de acordo com a temperatura ambiente. São predominantemente ectotérmicos, produzir e reter seu próprio calor não é suficiente para suportar o regime térmico.

Do livro do autor

3.1.4. Adaptações de temperatura de organismos homoiotérmicos

Do livro do autor

3.4. As principais formas de adaptação dos organismos vivos às condições ambientais Em toda a variedade de adaptações dos organismos vivos às condições ambientais adversas, três formas principais podem ser distinguidas: a forma ativa é o aumento da resistência, o desenvolvimento de processos regulatórios,

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Capítulo 4. AMBIENTES BÁSICOS DA VIDA E OS ORGANISMOS SE ADAPTAM A ELES Em nosso planeta, os organismos vivos dominaram quatro habitats principais, que diferem muito nas condições específicas. O ambiente aquático foi o primeiro em que a vida surgiu e se espalhou. Posteriormente, viver

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4.1. Habitat aquático. Especificidade da adaptação dos hidrobiontes A água como habitat tem várias propriedades específicas, como alta densidade, fortes quedas de pressão, teor de oxigênio relativamente baixo, forte absorção da luz solar, etc.

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8.6. Emoções Estéticas Superiores como Consequência da Seleção Natural Uma vez que estejamos convencidos de que nossas emoções estéticas elementares podem de fato ser formadas sob a ação da seleção natural, podemos começar a considerar a origem de emoções muito mais complexas.

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4. Instintos de Adaptação ao Ambiente Evolutivo

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5. DETERMINADOS PSICOFISIOLÓGICOS DA ADAPTAÇÃO HUMANA A CONDIÇÕES EXTREMAS DE ATIVIDADE Atualmente, as principais direções no estudo da adaptação passaram a ser a definição das etapas de formação do sistema psicofisiológico de adaptação, os critérios para sua formação,

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5. As conclusões mais importantes da teoria da seleção natural A. Propósito dos fenômenos da vida como resultado da seleção natural O trabalho de Darwin, como observado no início, contribuiu para o estabelecimento de uma visão de mundo materialista em amplos círculos de leitores. É possível

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17. Instintos sociais como produto da seleção natural A ideia de que o instinto surge sob a influência da seleção natural foi sugerida pela primeira vez por Charles Darwin em The Expression of the Emotions in Man and Animals (1873). Neste último e menos conhecido de seus quatro

Adaptação- trata-se de uma adaptação do corpo às condições ambientais devido a um complexo de características morfológicas, fisiológicas e comportamentais.

Diferentes organismos se adaptam a diferentes condições ambientais e, como resultado, adoram a umidade hidrófitas e "portadores secos" - xerófitas(Fig. 6); plantas de solo salino halófitas; plantas tolerantes à sombra ciófitas), e necessitando de plena luz solar para o desenvolvimento normal ( heliófitas); os animais que vivem em desertos, estepes, florestas ou pântanos são noturnos ou diurnos. Grupos de espécies com uma atitude semelhante em relação às condições ambientais (isto é, vivendo nos mesmos ecótopos) são chamados de grupos ambientais.

A capacidade de se adaptar a condições adversas em plantas e animais difere. Devido ao fato de os animais serem móveis, suas adaptações são mais diversas do que as das plantas. Os animais podem:

- evitar condições adversas (pássaros da inanição do inverno e da mosca fria para climas mais quentes, veados e outros ungulados vagam em busca de comida, etc.);

- cair em animação suspensa - um estado temporário em que os processos da vida são tão lentos que suas manifestações visíveis estão quase completamente ausentes (estupor de insetos, hibernação de vertebrados etc.);

- adaptar-se à vida em condições adversas (sua pelagem e gordura subcutânea os protegem da geada, os animais do deserto têm dispositivos para uso econômico de água e refrigeração, etc.). (Fig. 7).

As plantas são inativas e levam um estilo de vida apegado. Portanto, apenas as duas últimas variantes de adaptações são possíveis para eles. Assim, as plantas são caracterizadas por uma diminuição da intensidade dos processos vitais durante períodos desfavoráveis: perdem as folhas, hibernam na forma de órgãos dormentes enterrados no solo - bulbos, rizomas, tubérculos e permanecem no estado de sementes e esporos no solo. Nas briófitas, toda a planta tem a capacidade de anabiose, que, em estado seco, pode persistir por vários anos.

A resistência das plantas a fatores adversos aumenta devido a mecanismos fisiológicos especiais: mudanças na pressão osmótica nas células, regulação da intensidade da evaporação com a ajuda de estômatos, uso de membranas "filtro" para absorção seletiva de substâncias, etc.

Organismos diferentes desenvolvem adaptações em taxas diferentes. Eles ocorrem mais rapidamente em insetos que podem se adaptar à ação de um novo inseticida em 10 a 20 gerações, o que explica o fracasso do controle químico da densidade populacional de insetos-praga. O processo de desenvolvimento de adaptações em plantas ou pássaros ocorre lentamente, ao longo de séculos.


As mudanças observadas no comportamento dos organismos geralmente estão associadas a traços ocultos que eles tinham, por assim dizer, "em reserva", mas sob a influência de novos fatores, eles apareceram e aumentaram a resistência das espécies. Tais características ocultas explicam a resistência de algumas espécies de árvores à ação da poluição industrial (choupo, larício, salgueiro) e algumas espécies de plantas daninhas à ação de herbicidas.

A composição de um mesmo grupo ecológico geralmente inclui organismos que não são semelhantes entre si. Isso se deve ao fato de que diferentes tipos de organismos podem se adaptar ao mesmo fator ambiental de maneiras diferentes.

Por exemplo, eles experimentam o frio de forma diferente de sangue quente(eles são chamados endotérmico, das palavras gregas endon - dentro e terme - calor) e a sangue frio (ectotérmico, do grego ectos - fora) organismos. (Fig. 8.)

A temperatura corporal de organismos endotérmicos não depende da temperatura ambiente e é sempre mais ou menos constante, suas flutuações não ultrapassam 2-4 o mesmo durante as geadas mais severas e o calor mais intenso. Esses animais (aves e mamíferos) mantêm sua temperatura corporal pela produção interna de calor com base no metabolismo intensivo. Eles mantêm o calor do corpo às custas de “casacos de pele” quentes feitos de penas, lã, etc.

As adaptações fisiológicas e morfológicas são complementadas pelo comportamento adaptativo (seleção de locais protegidos do vento para hospedagem durante a noite, construção de tocas e ninhos, pernoites em grupo com roedores, grupos próximos de pinguins se aquecendo, etc.). Se a temperatura ambiente for muito alta, os organismos endotérmicos são resfriados por adaptações especiais, por exemplo, pela evaporação da umidade da superfície das membranas mucosas da cavidade oral e do trato respiratório superior. (Por isso, no calor, a respiração do cachorro acelera e ele mostra a língua.)

A temperatura corporal e a mobilidade dos animais ectotérmicos dependem da temperatura ambiente. Insetos e lagartos tornam-se letárgicos e inativos em climas frios. Ao mesmo tempo, muitas espécies animais têm a capacidade de escolher um local com condições favoráveis ​​de temperatura, umidade e luz solar (lagartos se aquecem em lajes de rocha iluminadas).

No entanto, a ectotermia absoluta é observada apenas em organismos muito pequenos. A maioria dos organismos de sangue frio ainda é capaz de regular a temperatura do corpo. Por exemplo, em insetos voadores ativos - borboletas, abelhas, a temperatura do corpo é mantida em 36-40 ° C, mesmo em temperaturas do ar abaixo de 10 ° C.

Da mesma forma, espécies do mesmo grupo ecológico em plantas diferem em sua aparência. Eles também podem se adaptar às mesmas condições ambientais de maneiras diferentes. Assim, diferentes tipos de xerófitas economizam água de maneiras diferentes: alguns têm membranas celulares espessas, outros têm pubescência ou um revestimento de cera nas folhas. Algumas xerófitas (por exemplo, da família labiaceae) emitem vapores de óleos essenciais, que as envolvem como um “cobertor”, o que reduz a evaporação. O sistema radicular de algumas xerófitas é poderoso, penetra no solo a uma profundidade de vários metros e atinge o nível do lençol freático (espinho de camelo), enquanto outras têm uma superfície superficial, mas altamente ramificada, que permite recolher a água da precipitação.

Entre as xerófitas há arbustos com folhas duras muito pequenas que podem cair na estação mais seca (arbusto caragana na estepe, arbustos do deserto), gramíneas com folhas estreitas (capim-pena, festuca), suculentos(do latim suculentus - suculento). As suculentas têm folhas ou caules suculentos que acumulam um suprimento de água e toleram facilmente altas temperaturas do ar. As suculentas incluem cactos americanos e saxaul crescendo nos desertos da Ásia Central. Eles têm um tipo especial de fotossíntese: estômatos abertos por pouco tempo e apenas à noite, nessas horas frias, as plantas armazenam dióxido de carbono e durante o dia o utilizam para a fotossíntese com os estômatos fechados. (Fig. 9.)

Uma variedade de adaptações para sobreviver a condições desfavoráveis ​​em solos salinos também é observada em halófitos. Entre eles estão plantas que são capazes de acumular sais em seus corpos (soleros, swede, sarsazan), secretam excesso de sais na superfície das folhas com glândulas especiais (kermek, tamariks), “mantem” sais de seus tecidos devido a a “barreira radicular” impermeável aos sais "(absinto). Neste último caso, as plantas têm que se contentar com uma pequena quantidade de água e têm a aparência de xerófitas.

Por esta razão, não se deve surpreender que nas mesmas condições existam plantas e animais diferentes entre si, que se adaptaram a essas condições de maneiras diferentes.

perguntas do teste

1. O que é adaptação?

2. Devido a quais animais e plantas podem se adaptar a condições ambientais adversas?

2. Dê exemplos de grupos ecológicos de plantas e animais.

3. Conte-nos sobre as diferentes adaptações dos organismos às mesmas condições ambientais adversas.

4. Qual a diferença entre adaptações a baixas temperaturas em animais endotérmicos e ectotérmicos?

Como você sabe, um grande número de vários organismos vivos vive no território do nosso planeta. Cada um deles vive exclusivamente nas condições de vida a que está adaptado. A propriedade dos organismos de se adaptarem a novas características do ambiente é chamada de adaptação. Tal adaptabilidade é todo um conjunto de diferentes características da estrutura fisiológica e características comportamentais de uma determinada espécie, que lhe permitem viver em determinadas condições ambientais. Vamos falar sobre as características de adaptação dos organismos às condições ambientais com um pouco mais de detalhes.

A adaptação é a parte mais importante do processo evolutivo, ela ajuda o corpo a resolver certos problemas ambientais que o meio ambiente coloca diante dele. Essas tarefas são resolvidas mudando, melhorando e às vezes até desaparecendo indivíduos. Esses processos ajudam a alcançar um estado de adaptação dos organismos aos nichos ecológicos que ocupam. Nesse sentido, a adaptação pode ser vista como uma ampla base para o aparecimento ou desaparecimento de determinados órgãos, a divisão das espécies em diferentes, a formação de novas populações e variedades, e também para a complexidade da organização.

A adaptação é um processo contínuo que afeta uma variedade de características do corpo.
Algumas novas adaptações podem surgir apenas se um determinado indivíduo tiver informações hereditárias que contribuam para uma mudança nas estruturas ou funções na direção certa. Assim, o desenvolvimento do sistema respiratório em mamíferos e insetos só é possível sob o controle de certos genes.

Considere os diferentes tipos de adaptação dos organismos vivos com mais detalhes.

Defesa passiva

Durante a evolução, muitos indivíduos vivos desenvolveram certos meios para proteger a si mesmos e seus descendentes. Portanto, um exemplo marcante de tal adaptação é considerado a coloração protetora, como resultado da qual os indivíduos se tornam difíceis de distinguir e protegidos de predadores. Por exemplo, os ovos postos na areia ou no chão são cinza e marrom com manchas diferentes, respectivamente, são difíceis de encontrar no solo circundante. Em áreas inacessíveis a predadores, os ovos na maioria dos casos são desprovidos de cor.

Os animais do deserto também usam o mesmo tipo de adaptação, pois sua cor geralmente é representada por diferentes tons de amarelo-marrom e amarelo-areia.
Como variante da proteção passiva, a coloração assustadora também pode ser considerada, pois ajuda a se proteger de predadores, como se estivesse alertando sobre a não comestibilidade de um determinado organismo.

Além disso, esse tipo de adaptação também pode ser considerado nos casos em que o corpo desenvolve semelhança com o ambiente. Exemplos incluem besouros que se parecem com líquenes, cigarras que se parecem com espinhos em arbustos e insetos que são indistinguíveis de galhos.

Mecanismos de adaptação defensiva passiva também incluem a alta fecundidade de certos indivíduos, bem como outros meios, como revestimentos duros em lagostins e caranguejos, espinhos, espinhos e pêlos venenosos em plantas.

Relatividade e conveniência de adaptação

Mudanças na estrutura e comportamento dos organismos aparecem em resposta a certos problemas ambientais, respectivamente, eles diferem em relatividade e conveniência. Então, se falamos de relatividade, ela consiste na limitação de tais mudanças adaptativas dependendo das condições de vida. Assim, por exemplo, a cor pigmentada especial das borboletas da mariposa de bétula, em contraste com suas variedades brancas, torna-se perceptível e valiosa apenas se você as vir em um tronco de árvore defumado. Quando as condições ambientais mudam, tais adaptações podem não trazer nenhum benefício ao organismo, e até mesmo prejudicá-lo.

Por exemplo, o crescimento ativo e constante de incisivos em ratos só é útil se eles comerem alimentos sólidos. Ao mudar para uma dieta leve, os incisivos podem crescer até um tamanho excessivo e impossibilitar a alimentação.

Vale ressaltar também que as mudanças adaptativas não são capazes de fornecer 100% de proteção aos seus proprietários. A coloração especial das abelhas e vespas as protege de serem comidas por muitos pássaros, mas existem variedades de pássaros que não prestam atenção a isso. Ouriços são capazes de comer cobras venenosas. E aquela carapaça dura que protege as tartarugas terrestres dos inimigos é quebrada quando são derrubadas de uma altura por aves de rapina.

Adaptação dos organismos na vida humana

São as propriedades adaptativas de vários organismos que explicam o surgimento de novas bactérias e outros microrganismos resistentes aos medicamentos. Essa tendência é especialmente clara com o uso de antibióticos, pois com o tempo seu uso se torna ineficaz. Os microrganismos podem aprender a sintetizar uma enzima especial que destrói a droga usada, ou suas paredes celulares tornam-se impermeáveis ​​às substâncias ativas da droga.

O surgimento de cepas resistentes de microrganismos é muitas vezes culpa dos médicos que usam doses mínimas de medicamentos para reduzir a probabilidade de efeitos colaterais. Se transferirmos tal característica para o mundo exterior, fica claro como insetos e mamíferos desenvolvem resistência a vários tipos de venenos.

As propriedades adaptativas de todos os organismos devem ser consideradas como parte da seleção natural.

O livro está em conformidade com o Padrão Educacional do Estado Federal para Educação Geral Secundária (Completa), é recomendado pelo Ministério da Educação e Ciência da Federação Russa e está incluído na Lista Federal de Livros Didáticos.

O livro é dirigido aos alunos do 11º ano e destina-se a ensinar a disciplina 1 ou 2 horas por semana.

Design moderno, perguntas e tarefas em vários níveis, informações adicionais e a possibilidade de trabalho paralelo com um aplicativo eletrônico contribuem para a assimilação eficaz do material educacional.


Arroz. 33. Coloração de inverno de uma lebre

Assim, como resultado da ação das forças motrizes da evolução, os organismos desenvolvem e melhoram as adaptações às condições ambientais. A fixação em populações isoladas de várias adaptações pode eventualmente levar à formação de novas espécies.

Revisar perguntas e tarefas

1. Dê exemplos da adaptabilidade dos organismos às condições de existência.

2. Por que alguns animais têm uma cor brilhante e desmascarada, enquanto outros, ao contrário, são condescendentes?

3. Qual é a essência do mimetismo?

4. A ação da seleção natural se estende ao comportamento dos animais? Dar exemplos.

5. Quais são os mecanismos biológicos para o surgimento da coloração adaptativa (ocultação e alerta) em animais?

6. As adaptações fisiológicas são fatores que determinam o nível de aptidão do organismo como um todo?

7. Qual é a essência da relatividade de qualquer adaptação às condições de vida? Dar exemplos.

Acho! Executar!

1. Por que não há adaptação absoluta às condições de vida? Dê exemplos que comprovem a natureza relativa de qualquer dispositivo.

2. Os filhotes de javali têm uma coloração listrada característica que desaparece com a idade. Dê exemplos semelhantes de mudanças de cor em adultos em comparação com a prole. Esse padrão pode ser considerado comum a todo o mundo animal? Se não, para quais animais e por que é típico?

3. Reúna informações sobre animais de cores de advertência em sua área. Explique por que o conhecimento deste material é importante para todos. Faça um estande de informações sobre esses animais. Faça uma apresentação sobre este tema na frente de alunos do ensino fundamental.

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Repita e lembre-se!

Humano

As adaptações comportamentais são comportamentos reflexos incondicionados inatos. Habilidades inatas existem em todos os animais, incluindo humanos. Um bebê recém-nascido pode sugar, engolir e digerir alimentos, piscar e espirrar, reagir à luz, som e dor. Estes são exemplos reflexos incondicionados. Tais formas de comportamento surgiram no processo de evolução como resultado da adaptação a certas condições ambientais relativamente constantes. Reflexos incondicionados são herdados, então todos os animais nascem com um complexo pronto de tais reflexos.

Cada reflexo incondicionado ocorre a um estímulo estritamente definido (reforço): alguns à comida, outros à dor, outros ao aparecimento de novas informações, etc. Os arcos reflexos dos reflexos incondicionados são constantes e passam pela medula espinhal ou tronco encefálico.

Uma das classificações mais completas dos reflexos incondicionados é a classificação proposta pelo acadêmico P. V. Simonov. O cientista propôs dividir todos os reflexos incondicionados em três grupos, diferindo nas características da interação dos indivíduos entre si e com o ambiente. Reflexos vitais(de lat. vita - vida) visam preservar a vida do indivíduo. O descumprimento das mesmas acarreta a morte do indivíduo, não sendo necessária a sua implementação a participação de outro indivíduo da mesma espécie. Este grupo inclui os reflexos de comida e bebida, reflexos homeostáticos (manter uma temperatura corporal constante, frequência respiratória ideal, frequência cardíaca, etc.), defensivos, que, por sua vez, são divididos em passivo-defensivos (fugir, esconder) e defensivos ativos (ataque a um objeto ameaçador) e alguns outros.

Para zoossocial, ou role-playing reflexos incluem aquelas variantes de comportamento inato que surgem ao interagir com outros indivíduos de sua espécie. São reflexos sexuais, pais-filhos, territoriais, hierárquicos.

O terceiro grupo é reflexos do autodesenvolvimento. Eles não estão ligados à adaptação a uma situação específica, mas, por assim dizer, voltados para o futuro. Entre eles estão o comportamento exploratório, imitativo e lúdico.

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A adaptação de uma pessoa a um novo ambiente para ela é um processo sociobiológico complexo, baseado em uma mudança nos sistemas e funções do corpo, bem como no comportamento habitual. A adaptação humana refere-se às reações adaptativas de seu corpo às mudanças de fatores ambientais. A adaptação se manifesta em diferentes níveis de organização da matéria viva: do molecular ao biocenótico. A adaptação se desenvolve sob a influência de três fatores: hereditariedade, variabilidade, seleção natural/artificial. Existem três maneiras principais pelas quais os organismos se adaptam ao seu ambiente: a forma ativa, a forma passiva e a prevenção de efeitos adversos.

caminho ativo- fortalecimento da resistência, desenvolvimento de processos reguladores que permitem realizar todas as funções vitais do corpo, apesar do desvio do fator ambiental do ótimo. Por exemplo, manter uma temperatura corporal constante em animais de sangue quente (pássaros, humanos), ideal para o fluxo de processos bioquímicos nas células.

maneira passiva- subordinação das funções vitais do organismo a mudanças nos fatores ambientais. Por exemplo, sob condições ambientais desfavoráveis, transição para um estado de anabiose (vida oculta), quando o metabolismo no corpo para quase completamente (dormência de inverno de plantas, preservação de sementes e esporos no solo, estupor de insetos, hibernação, etc.) .).

Evitar condições adversas- desenvolvimento pelo organismo de tais ciclos de vida e comportamentos que permitam evitar efeitos adversos. Por exemplo, migrações sazonais de animais.

Normalmente, a adaptação de uma espécie ao ambiente se dá por uma ou outra combinação das três formas possíveis de adaptação.
As adaptações podem ser divididas em três tipos principais: morfológicas, fisiológicas, etológicas.

Adaptações morfológicas- mudanças na estrutura do organismo (por exemplo, a modificação de uma folha em espinho de cactos para reduzir a perda de água, cores brilhantes de flores para atrair polinizadores, etc.). Adaptações morfológicas em animais levam à formação de certas formas de vida.

Adaptações fisiológicas- alterações na fisiologia do corpo (por exemplo, a capacidade de um camelo de fornecer umidade ao corpo oxidando as reservas de gordura, a presença de enzimas degradantes de celulose em bactérias destruidoras de celulose, etc.).

Adaptações etológicas (comportamentais)- mudanças de comportamento (por exemplo, migrações sazonais de mamíferos e aves, hibernação no inverno, jogos de acasalamento em aves e mamíferos durante a época de reprodução, etc.). As adaptações etológicas são características dos animais.

Os organismos vivos são bem adaptados a fatores periódicos. Fatores não periódicos podem causar doenças e até a morte de um organismo vivo. Uma pessoa usa isso aplicando antibióticos e outros fatores não periódicos. No entanto, a duração de sua exposição também pode causar adaptação a eles.
O ambiente tem um enorme impacto sobre uma pessoa. A este respeito, o problema de adaptar uma pessoa ao seu ambiente está se tornando cada vez mais importante. Na ecologia social, este problema é de suma importância. Ao mesmo tempo, a adaptação é apenas o estágio inicial, no qual predominam as formas reativas do comportamento humano. A pessoa não pára nesta fase. Ele mostra atividade física, intelectual, moral, espiritual, transforma (para pior ou pior) seu ambiente.

A adaptação humana é dividida em genotípica e fenotípica. Adaptação genotípica: uma pessoa fora de sua consciência pode se adaptar às mudanças nas condições ambientais (mudanças de temperatura, sabor dos alimentos, etc.), ou seja, se os mecanismos de adaptação já estiverem nos genes. A adaptação fenotípica é entendida como a inclusão da consciência, das qualidades pessoais de uma pessoa para adaptar o corpo a um novo ambiente, para manter o equilíbrio em novas condições.

Os principais tipos de adaptação incluem fisiológica, adaptação à atividade, adaptação à sociedade. Vamos nos concentrar na adaptação fisiológica. Sob a adaptação fisiológica de uma pessoa entende-se o processo de manutenção do estado funcional do corpo como um todo, garantindo sua preservação, desenvolvimento, desempenho, expectativa de vida máxima. Grande importância na adaptação fisiológica é atribuída à aclimatação e à aclimatação. É claro que a vida de uma pessoa no Extremo Norte difere da sua vida no equador, pois são zonas climáticas diferentes. Além disso, um sulista, tendo vivido um certo tempo no norte, adapta-se a ele e pode viver lá permanentemente e vice-versa. A aclimatação é o estágio inicial e urgente de aclimatação sob condições climáticas e geográficas em mudança. Em alguns casos, um sinônimo de adaptação fisiológica é aclimatação, ou seja, a adaptação de plantas, animais e humanos a novas condições climáticas para eles. A aclimatação fisiológica ocorre quando uma pessoa, com a ajuda de reações adaptativas, aumenta a capacidade de trabalho, melhora o bem-estar, que pode se deteriorar acentuadamente durante o período de aclimatação. Quando novas condições são substituídas por antigas, o corpo pode retornar ao seu estado anterior. Tais mudanças são chamadas de aclimatação. As mesmas mudanças que, no processo de adaptação a um novo ambiente, passaram para o genótipo e são herdadas, são chamadas de adaptativas.

Adaptação do corpo às condições de vida (cidade, aldeia, outra localidade). não se limitando às condições climáticas. Uma pessoa pode viver na cidade e no campo. Muitas pessoas preferem a metrópole com seu barulho, poluição, ritmo de vida frenético. Objetivamente, viver em uma aldeia, onde o ar puro, um ritmo calmo e medido, é mais favorável para as pessoas.

A mesma área de adaptação inclui a mudança, por exemplo, para outro país. Alguns se adaptam rapidamente, superam a barreira do idioma, encontram um emprego, outros com muita dificuldade, outros, tendo se adaptado externamente, experimentam um sentimento chamado nostalgia.

Podemos destacar a adaptação à atividade. Diferentes tipos de atividade humana impõem diferentes exigências ao indivíduo (algumas exigem perseverança, diligência, pontualidade, outras exigem velocidade de reação, capacidade de tomar decisões de forma independente, etc.). No entanto, uma pessoa pode lidar com esses e outros tipos de atividade com bastante sucesso. Existe uma atividade que é contraindicada para uma pessoa, mas ela pode realizá-la, pois funcionam os mecanismos de adaptação, o que é chamado de desenvolvimento de um estilo individual de atividade.
Atenção especial deve ser dada à adaptação à sociedade, às outras pessoas e à equipe. Uma pessoa pode se adaptar a um grupo assimilando suas normas, regras de comportamento, valores, etc. Os mecanismos de adaptação aqui são sugestionabilidade, tolerância, conformidade como formas de comportamento submisso e, por outro lado, a capacidade de encontrar seu lugar, encontrar um rosto e mostrar determinação.

Podemos falar de adaptação aos valores espirituais, às coisas, aos estados, por exemplo, aos estressantes, e a muitas outras coisas. Em 1936, o fisiologista canadense Selye publicou a mensagem "Síndrome causada por vários elementos prejudiciais", na qual descreveu o fenômeno do estresse - uma reação geral não específica do corpo destinada a mobilizar suas defesas sob a influência de fatores irritantes. No desenvolvimento do estresse, foram distinguidos 3 estágios: 1. estágio de ansiedade, 2. estágio de resistência, 3. estágio de exaustão. G. Selye formulou a teoria da Síndrome de Adaptação Geral (GAS) e doenças adaptativas como consequência da reação adaptativa, segundo a qual o GAS se manifesta sempre que uma pessoa sente perigo para si mesma. As causas visíveis do estresse podem ser lesões, condições pós-operatórias, etc., mudanças em fatores ambientais abióticos e bióticos. Nas últimas décadas, o número de fatores ambientais antropogênicos com alto efeito de estresse aumentou significativamente (poluição química, radiação, exposição a computadores durante o trabalho sistemático com eles, etc.). As mudanças negativas na sociedade moderna também devem ser atribuídas a fatores de estresse no ambiente: aumento, mudança na proporção da população urbana e rural, aumento do desemprego e criminalidade.