Uvod
V procesu evolucije uspejo tisti organizmi, ki so bolje prilagojeni okolju. Mehanizmi evolucije zagotavljajo skladnost razvijajočega se živega sistema s pogoji njegovega obstoja - visoko prilagodljivost življenjskih oblik zunanjemu okolju. Prilagodljivost temelji na procesih samoreprodukcije makromolekul in živih organizmov ter na diskretni naravi vsega življenja na Zemlji. Organizmi so v procesu evolucije razvili veliko različnih relativnih prilagoditev (prilagoditev) na okolje. Prilagoditev je vsaka lastnost posameznika, populacije, vrste ali skupnosti organizmov, ki prispeva k uspehu v tekmovanju in zagotavlja odpornost na abiotske dejavnike. To omogoča organizmom, da obstajajo v danih okoljskih razmerah in pustijo potomce. Kriteriji prilagajanja so: vitalnost, tekmovalnost in plodnost.
Viabilnost je sposobnost organizma, da normalno živi in se razvija v okoljskih razmerah.
Tekmovalnost je sposobnost organizma, da doseže uspeh v boju za sredstva za življenje.
Plodnost je sposobnost organizmov, da se normalno razmnožujejo.
1. Vrste prilagajanja
Vse prilagoditve delimo na akomodacijske in evolucijske prilagoditve. Akomodacija je reverzibilen proces. Pojavijo se, ko se okoljske razmere nenadoma spremenijo. Na primer, pri preselitvi se živali znajdejo v novem okolju, a se nanj postopoma navadijo. Na primer, oseba, ki se je preselila iz srednjega pasu v trope ali na Daljni sever, nekaj časa doživlja nelagodje, vendar se sčasoma navadi na nove razmere. Evolucijska prilagoditev je nepovratna in nastale spremembe so genetsko določene. To vključuje vse prilagoditve, na katere vpliva naravna selekcija. Na primer zaščitno barvanje ali hiter tek.
Prilagoditve delimo tudi na organizmske in vrstne. Organizemske prilagoditve pa delimo na morfološke, fiziološke, biokemične in etološke.
Morfološke prilagoditve se kažejo v strukturnih prednostih, zaščitni obarvanosti, opozorilni obarvanosti, mimikriji, kamuflaži in prilagoditvenem vedenju.
Prednosti strukture so optimalni deleži telesa, lokacija in gostota las ali perja itd. Znan je videz vodnega sesalca, delfina. Njegovi gibi so lahkotni in natančni. Samostojna hitrost gibanja v vodi doseže 40 kilometrov na uro. Gostota vode je 800-krat večja od gostote zraka. Kako jo delfinu uspe premagati? Oblika telesa poleg drugih strukturnih značilnosti prispeva k idealni prilagoditvi delfina okolju in življenjskemu slogu. Oblika telesa v obliki torpeda preprečuje nastanek turbulenc v vodi, ki teče okoli delfina.
Poenostavljena oblika telesa olajša hitro gibanje živali v zraku. Letalna in konturna perja, ki pokrivajo ptičje telo, popolnoma zgladijo njegovo obliko. Ptice nimajo štrlečih ušes, med letom običajno umaknejo noge. Posledično so ptice v hitrosti gibanja veliko boljše od vseh drugih živali. Na primer, sokol selec se na svoj plen potopi s hitrostjo do 290 kilometrov na uro. Ptice se hitro premikajo tudi v vodi. Opazili so podbradnega pingvina, ki je plaval pod vodo s hitrostjo približno 35 kilometrov na uro.
Pri živalih, ki vodijo skrivnosten, skriti način življenja, so uporabne prilagoditve, ki jim dajejo podobnost s predmeti v okolju. Nenavadna telesna oblika rib, ki živijo v goščavah alg (morski konjiček, riba klovn, pipefish itd.), jim pomaga pri uspešnem skrivanju pred sovražniki. Med žuželkami je zelo razširjena podobnost s predmeti v njihovem okolju. Hrošči so znani po svojih videz ki spominjajo na lišaje, cikade, podobne bodicam grmovja, med katerim živijo. Paličaste žuželke izgledajo kot majhna rjava ali zelena vejica, pravokrilne žuželke pa posnemajo list. Ribe, ki živijo na dnu (na primer iverka), imajo ravno telo.
Zaščitna barva vam omogoča, da ste nevidni v okoliškem ozadju. Zaradi zaščitne obarvanosti postane organizem težko razločljiv in zato zaščiten pred plenilci. Ptičja jajca, odložena na pesek ali tla, so siva in rjava s pikami, podobna barvi prsti v okolici. V primerih, ko so jajca plenilcem nedostopna, so običajno brezbarvna. Gosenice metuljev so pogosto zelene, v barvi listov, ali temne, v barvi lubja ali zemlje. Pridnene ribe so običajno obarvane tako, da ustrezajo barvi peščenega dna (raže in iverka). Poleg tega imajo iverke tudi možnost spreminjanja barve glede na barvo okoliškega ozadja. Sposobnost spreminjanja barve s prerazporeditvijo pigmenta v ovojnici telesa poznajo tudi kopenske živali (kameleon). Puščavske živali imajo praviloma rumeno-rjavo ali peščeno-rumeno barvo. Enobarvna zaščitna barva je značilna tako za žuželke (kobilice) in majhne kuščarje kot tudi za velike kopitarje (antilope) in plenilce (lev).
Če ozadje okolja ne ostane konstantno glede na letni čas, mnoge živali spremenijo barvo. Na primer, prebivalci srednjih in visokih zemljepisnih širin (polarna lisica, zajček, hermelin, bela jerebica) so pozimi beli, zaradi česar so v snegu nevidni.
Različica zaščitne obarvanosti je razkosljiva obarvanost v obliki izmeničnih svetlih in temnih črt in lis na telesu. Zebre in tigra je težko videti tudi na razdalji 40-50 metrov zaradi sovpadanja črt na telesu z menjavo svetlobe in sence v okolici. Razkosljiva barva moti predstave o obrisih telesa.
Opozorilna (grozeča) obarvanost potencialnega sovražnika opozori na prisotnost obrambnih mehanizmov (prisotnost strupenih snovi ali posebnih obrambnih organov). Opozorilna barva loči strupene, pikajoče živali in žuželke (kače, ose, čmrlje) iz okolja s svetlimi pikami ali črtami.
Učinkovitost opozorilne barve je povzročila zelo zanimiv pojav– posnemanje (mimikrija). Mimikrija je podobnost barve in oblike telesa varnih živali s strupenimi in nevarnimi živalmi. Nekatere vrste muh, ki nimajo pika, so podobne pikajočim čmrljem in osam, nestrupene kače pa strupenim. V vseh primerih je podobnost zgolj zunanja in je namenjena oblikovanju določenega vizualnega vtisa med potencialnimi sovražniki. Zdaj sta znani dve glavni vrsti mimikrije: Batesova mimikrija in Müllerjeva mimikrija.
Pri Batesovi mimikriji je model dobro zaščiten in ima običajno svetle, opozorilne barve. Z Müllerjevo mimikrijo se izkaže, da sta si dve ali več neužitnih vrst podobnih: zaradi njihove podobnosti je večja verjetnost, da se bo plenilec odvadil prijeti takšne živali. Prvo vrsto mimikrije lahko primerjamo z majhnim podjetjem, ki posnema oglaševanje nekega znanega velikega podjetja. Druga vrsta je primerljiva z več podjetji, ki uporabljajo splošno oglaševanje, da prihranijo denar. Primer Batesove mimikrije: pod krinko os se pogosto skrivajo nemočne muhe, katerih oblika telesa in rumeno-črna obarvanost posnemajo ose (muhe sirfide in tolstoglavke). Primer Müllerjeve mimikrije: nekatere vrste metuljev kapusovega belina so podobne neužitnim južnoameriškim helikonidom.
Mimikrija je posledica homolognih (identičnih) mutacij v različni tipi, ki pomagajo preživeti nezaščitenim živalim. Za posnemalne vrste je pomembno, da je njihovo število majhno v primerjavi z modelom, ki ga posnemajo, sicer sovražniki ne bodo razvili stabilnega negativnega refleksa na opozorilno obarvanost. Nizko številčnost posnemajočih vrst podpira visoka koncentracija smrtonosnih genov v genskem bazenu. Ko so homozigotni, ti geni povzročijo smrtonosne mutacije, zaradi česar visok odstotek posameznikov ne preživi do odrasle dobe.
Pri živalih in rastlinah so poleg zaščitne obarvanosti opaženi tudi drugi načini zaščite. Rastline pogosto razvijejo iglice in bodice, ki jih ščitijo pred objedanjem rastlinojedih živali (kaktusi, šipek, glog, rakitovec itd.). Enako vlogo igrajo strupene snovi, ki žgejo dlake, na primer v koprivah. Kristali kalcijevega oksalata, ki se kopičijo v bodicah nekaterih rastlin, jih ščitijo pred objedanjem gosenic, polžev in celo glodalcev. Tvorbe v obliki trdega hitinastega pokrova pri členonožcih (hrošči, raki), školjke pri mehkužcih, luske pri krokodilih, oklepi pri armadilih in želvah jih dobro ščitijo pred številnimi sovražniki. Enakemu namenu služijo peresa ježev in ježevcev. Vse te prilagoditve bi se lahko pojavile le kot posledica naravne selekcije, tj. prednostno preživetje bolje zaščitenih posameznikov.
Kamuflaža je naprava, pri kateri se oblika in barva telesa živali zlijeta z okoliškimi predmeti. Na primer, v tropskih gozdovih je veliko kač med vinsko trto nerazločljivo, kosmat morski konjiček je videti kot alga, žuželke na lubju drevesa so videti kot lišaji (hrošči, hrošči, pajki, metulji). Včasih se prilagoditev na barvo in vzorec substrata lahko izvede s fiziološko spremembo barve telesa (sipe, ožigalkarji, iverke, drevesne žabe) ali s spremembo barve med naslednjim taljenjem (kobilice).
Zaščitni učinek zaščitne barve ali oblike telesa se poveča v kombinaciji z ustreznim vedenjem. Prilagodljivo vedenje je zavzemanje določenih položajev v mirovanju (gosenice nekaterih žuželk v nepremičnem stanju so zelo podobne drevesnemu grču; metulj Callima z zloženimi krili presenetljivo spominja na suh list drevesa) ali, nasprotno, demonstrativno vedenje, ki odganja plenilce. Poleg skrivanja ali demonstracijskega, strašljivega vedenja, ko se sovražnik približa, obstaja veliko drugih možnosti za prilagodljivo vedenje, ki zagotavlja preživetje odraslih ali mladoletnikov. To vključuje shranjevanje hrane za neugodno sezono v letu. To še posebej velja za glodavce. Na primer, koreninska voluharica, ki je pogosta v območju tajge, zbira žitna zrna, suho travo, korenine - skupaj do 10 kilogramov. Glodalci, ki se zakopavajo (podgane itd.), Nabirajo koščke hrastovih korenin, želoda, krompirja, stepskega graha - do 14 kilogramov. Veliki gerbil, ki živi v puščavah Srednje Azije, v začetku poletja kosi travo in jo vleče v luknje ali pusti na površini v obliki kupov. To hrano uporabljamo v drugi polovici poletja, jeseni in pozimi. Rečni bober nabira potaknjence dreves, vej ipd., ki jih odloži v vodo blizu svojega domovanja. Ta skladišča lahko dosežejo prostornino 20 kubičnih metrov. Plenilske živali tudi hranijo hrano. Minke in nekateri dihurji hranijo žabe, kače, male živali itd. Primer prilagodljivega vedenja je čas največje aktivnosti. V puščavah gre veliko živali na lov ponoči, ko vročina popusti.
Fiziološke prilagoditve so pridobitev specifičnih presnovnih lastnosti v različnih okoljskih razmerah. Zagotavljajo funkcionalne koristi za telo. Konvencionalno jih delimo na statične (stalni fiziološki parametri - temperatura, vodno-solno ravnovesje, koncentracija sladkorja itd.) In dinamične (prilagajanje nihanjem delovanja dejavnika - spremembe temperature, vlažnosti, svetlobe, magnetnega polja itd.). ).
Ustrezna oblika in obarvanost telesa, primerno vedenje zagotavljajo uspeh v boju za obstoj le takrat, ko so te lastnosti združene s prilagodljivostjo življenjskih procesov življenjskim razmeram, tj. s fiziološko prilagoditvijo. Brez takšne prilagoditve je nemogoče vzdrževati stabilen metabolizem v telesu v nenehno nihajočih razmerah zunanje okolje. Naj navedemo nekaj primerov.
Rastline, ki živijo v polpuščavah in puščavah, imajo številne in raznolike prilagoditve. To vključuje korenino, ki sega več deset metrov globoko v zemljo, črpa vodo, močno zmanjšanje izhlapevanja vode zaradi posebne strukture kožice na listih in popolno izgubo listov. Pri kaktusih je ta preobrazba še posebej presenetljiva: preoblikovanje stebla ne le v organ, ki opravlja podporne in prevodne funkcije, temveč tudi v strukturo, ki shranjuje vodo in zagotavlja fotosintezo. Veliki primerki kaktusov kopičijo do 2000 litrov vode. Porabi se počasi, saj celični sok poleg organskih kislin in sladkorjev vsebuje tudi sluzaste snovi, ki zadržujejo vodo. Tudi po trimesečni suši so stebla opuncije vsebovala skoraj 81 % vode. Izhlapevanje vode je znatno zmanjšano zaradi rebraste strukture stebel kaktusa, ki enakomerno porazdeli svetlobo in senco. To prispeva tudi odebelitev sten povrhnjice, običajno prekrita s plastjo voska, prisotnost številnih bodic in dlak in še veliko več.
Pri kopenskih dvoživkah se velike količine vode izgubljajo skozi kožo. Vendar pa mnoge njihove vrste prodrejo celo v puščave in polpuščave. Preživetje dvoživk v razmerah pomanjkanja vlage v teh habitatih zagotavljajo številne prilagoditve. Njihov vzorec dejavnosti se spreminja: sovpada z obdobji visoke vlažnosti. IN zmernem pasu krastače in žabe so aktivne ponoči in po padavinah. V puščavah žabe lovijo le ponoči, ko se vlaga kondenzira na tleh in vegetaciji, podnevi pa se skrivajo v rovih glodalcev. Pri vrstah puščavskih dvoživk, ki se razmnožujejo v začasnih rezervoarjih, se ličinke razvijejo zelo hitro in se v kratkem času podvržejo metamorfozi.
Ptice in sesalci so razvili različne mehanizme fiziološkega prilagajanja na neugodne razmere. Številne puščavske živali pred nastopom sušnega obdobja naberejo veliko maščobe: ko oksidira, nastane velika količina vode. Ptice in sesalci so sposobni uravnavati izgubo vode s površine dihalnih poti. Na primer, kamela, če je brez vode, močno zmanjša izhlapevanje tako iz dihalnega trakta kot skozi znojne žleze.
Človekova presnova soli je slabo urejena, zato dolgo časa ne more brez sladke vode. Toda plazilci in ptice, ki vodijo večina Ker so živeli v morju in pili morsko vodo, so pridobili posebne žleze, ki jim omogočajo, da se hitro znebijo odvečne soli.
Zelo zanimive so prilagoditve, ki se razvijejo pri potapljajočih se živalih. Mnogi od njih lahko razmeroma dolgo preživijo brez dostopa do kisika. Tjulnji se na primer potopijo na globino 100-200 in celo 600 metrov in ostanejo pod vodo 40-60 minut. Kaj omogoča plavutonožcem, da se potapljajo tako dolgo? To je najprej velika količina posebnega pigmenta, ki ga najdemo v mišicah - mioglobina. Mioglobin je sposoben vezati 10-krat več kisika kot hemoglobin. Poleg tega v vodi številne naprave zagotavljajo veliko varčnejšo porabo kisika kot pri dihanju na površini.
Z naravno selekcijo nastajajo in izboljšujejo prilagoditve, ki olajšajo iskanje hrane ali partnerja za razmnoževanje. Kemični čutilni organi žuželk so neverjetno občutljivi. Samce maškega molja privlači vonj samičine dišavne žleze z razdalje 3 kilometrov. Pri nekaterih metuljih je občutljivost receptorjev za okus 1000-krat večja od občutljivosti receptorjev človeški jezik. Nočni plenilci, kot so sove, imajo odličen vid v slabih svetlobnih pogojih. Nekatere kače imajo dobro razvite termolokacijske sposobnosti. Na daljavo ločijo predmete, če je njihova temperaturna razlika le 0,2 °C. Mnoge živali so popolnoma orientirane v prostoru s pomočjo eholokacije ( netopirji, sove, delfini).
Biokemične prilagoditve zagotavljajo optimalen potek biokemičnih reakcij v celici, na primer urejanje encimske katalize, specifično vezavo plinov z dihalnimi pigmenti, sintezo potrebnih snovi pod določenimi pogoji itd.
Etološke prilagoditve predstavljajo vse vedenjske odzive, katerih cilj je preživetje posameznikov in s tem vrste kot celote. Takšne reakcije so:
Obnašanje pri iskanju hrane in spolnega partnerja,
seznanjanje,
Hranjenje potomcev
izogibanje nevarnosti in varovanje življenja v primeru ogroženosti,
Agresivnost in grozeče drže,
Prijaznost in mnogi drugi.
Nekatere vedenjske reakcije so podedovane (nagoni), druge pridobljene skozi življenje (pogojni refleksi). V različnih organizmih razmerje med instinktivnim in pogojno refleksnim vedenjem ni enako. Na primer, pri nevretenčarjih in nižjih hordatih prevladuje instinktivno vedenje, pri višjih sesalcih (primati, mesojedi) pa pogojno refleksno vedenje. Človek ima najvišjo stopnjo vedenjske prilagodljivosti, ki temelji na mehanizmih višjega živčnega delovanja.
Posebej pomembne so prilagoditve, ki ščitijo potomce pred sovražniki.
Skrb za potomce se lahko kaže v različne oblike. Številne ribe varujejo ikre, položene med kamne, aktivno odganjajo in grizejo potencialne sovražnike. Azovski in kaspijski gobi odlagajo jajčeca v luknje, izkopane na dnu, in jih nato ves čas razvoja varujejo. Samec paličnjaka zgradi gnezdo z izhodom in vhodom. Nekateri ameriški somi prilepijo jajca na svoj trebuh in jih ves čas razvoja nosijo na sebi. Mnoge ribe izležejo ikre v ustih ali celo v želodcu. V tem času starši ne jedo ničesar. Izleženi mladiči ostanejo nekaj časa blizu samice (ali samca, odvisno od vrste) in se v nevarnosti skrijejo v usta starša. Obstajajo vrste žab, pri katerih se ikre razvijejo v posebnem zaležnem mešičku na hrbtu ali v glasilkah samca.
Največja varnost potomcev je očitno dosežena v tistih primerih, ko se zarodki razvijajo v materinem telesu. Plodnost se v teh primerih zmanjša, vendar se to kompenzira s povečanjem stopnje preživetja mladih.
Pri členonožcih in nižjih vretenčarjih nastale ličinke vodijo neodvisen življenjski slog in niso odvisne od staršev. Toda v nekaterih primerih se starševska skrb za svoje potomce kaže v obliki zagotavljanja hrane. Slavni francoski naravoslovec J.A.Fabre je prvi opisal to vedenje osamelcev. Ose napadajo hrošče, pajke, čričke, bogomolke in gosenice različnih metuljev, jih imobilizirajo z zabadanjem pika neposredno v živčne vozle in nanje odlagajo jajčeca. Izlegle se ličinke ose dobijo s hrano: prehranjujejo se s tkivi žive žrtve, rastejo in nato zabubijo.
Opisani primeri skrbi za potomce pri členonožcih in nižjih vretenčarjih se pojavljajo pri zelo majhnem številu vrst. V večini primerov so oplojena jajčeca prepuščena svoji usodi. To pojasnjuje zelo visoko plodnost nevretenčarjev in nižjih vretenčarjev. Veliko število potomcev v pogojih visokega iztrebljanja mladoletnikov služi kot sredstvo boja za obstoj vrste.
Veliko bolj zapletene in raznolike oblike skrbi za potomce opazimo pri višjih vretenčarjih. Kompleksni instinkti in sposobnost individualnega učenja jim omogočajo, da vzgajajo potomce z veliko večjim uspehom. Tako ptice odlagajo oplojena jajčeca v posebne strukture – gnezda, in ne le v zunanje okolje, kot to počnejo vse vrste nižjih razredov. Jajca se razvijejo pod vplivom toplote, ki jim jo daje telo staršev, in niso odvisna od vremenskih nesreč. Starši tako ali drugače varujejo gnezdo pred sovražniki. Izvaljeni piščanci niso prepuščeni sami sebi, ampak so dolgo časa siti in zaščiteni. Vse to dramatično poveča učinkovitost razmnoževanja ptic.
Oblike vedenja pri sesalcih dosežejo najvišjo stopnjo razvoja. To se kaže tudi v odnosu do mladičev. Živali ne le hranijo svoje potomce, ampak jih tudi naučijo ujeti plen. Že Charles Darwin je ugotovil, da plenilske živali učijo svoje mladiče, da se izogibajo nevarnostim, tudi lovcem.
Tako osebki z naprednejšimi oblikami skrbi za potomce preživijo v večjem številu in te lastnosti prenašajo naprej z dedovanjem.
Prilagoditve vrst se odkrijejo pri analizi skupine osebkov iste vrste; Glavne so različne skladnosti, stopnja mutabilnosti, intraspecifični polimorfizem, stopnja številčnosti in optimalna gostota populacije.
Kongruence predstavljajo vse morfofiziološke in vedenjske lastnosti, ki prispevajo k obstoju vrste kot celovitega sistema. Reproduktivne skladnosti zagotavljajo reprodukcijo. Nekateri med njimi so neposredno povezani z razmnoževanjem (ustreznost spolnih organov, prilagoditve na prehranjevanje ipd.), drugi pa le posredni (različni signalni znaki: vizualni – paritvena obleka, obredno vedenje; zvok – ptičje petje, rjovenje jelenovega samca med ruta in drugi - različni atraktanti, na primer feromoni žuželk, izločki artiodaktilov, mačk, psov itd.).
Kongruence vključujejo vse oblike intraspecifičnega sodelovanja - konstitucionalno, trofično in reproduktivno. Konstitucionalno sodelovanje se izraža v usklajenem delovanju organizmov v neugodnih razmerah, ki povečujejo možnosti preživetja. Pozimi se čebele zberejo v klobčič, toplota, ki jo ustvarijo, pa se porabi za ogrevanje sklepov. V tem primeru bo najvišja temperatura v središču krogle in posamezniki z obrobja (kjer je hladneje) bodo nenehno stremeli tja. Na ta način se žuželke nenehno premikajo in s skupnimi močmi varno preživijo zimo. Pingvini se združujejo v tesne skupine tudi med inkubacijo, ovce v hladnem vremenu itd.
Trofično sodelovanje je sestavljeno iz združevanja organizmov z namenom pridobivanja hrane. Zadružna dejavnost v tej smeri naredi proces bolj produktiven. Na primer, trop volkov lovi veliko bolj učinkovito kot posameznik. Hkrati pri mnogih vrstah obstaja delitev odgovornosti - nekateri posamezniki izbrano žrtev ločijo od glavne črede in jo odpeljejo v zasedo, kjer se skrivajo njihovi sorodniki itd. V rastlinah se takšno sodelovanje izraža v skupnem senčenju zemljo, ki pomaga zadrževati vlago v njej.
Reproduktivno sodelovanje povečuje reproduktivni uspeh in spodbuja preživetje potomcev. Pri mnogih pticah se osebki zbirajo na lovišču in v takih razmerah je lažje najti potencialnega partnerja. Enako se dogaja na drstiščih, gnezdiščih plavutonožcev itd. Verjetnost oprašitve pri rastlinah se poveča, če rastejo v skupinah in je razdalja med posameznimi osebki majhna.
Mutabilnost – predstavlja pogostost mutacij na časovno enoto (število generacij) in na gen. Vsaka vrsta ima svojo frekvenco, ki je odvisna od stopnje stabilnosti genskega materiala in odpornosti na mutagene. Mutacije naredijo populacije heteromorfne in zagotavljajo material za selekcijo. Za vrsto sta nevarni tako previsoka kot nezadostna mutabilnost. V prvem primeru je ogrožena celovitost vrste, v drugem pa je selekcija nemogoča.
Intraspecifični polimorfizem določa edinstveno kombinacijo alelov pri različnih posameznikih. Vzrok polimorfizma je spolno razmnoževanje, ki zagotavlja kombinacijsko variabilnost, in mutacije, ki spreminjajo substrat dednosti. Ohranjanje intraspecifičnega polimorfizma zagotavlja stabilnost vrste in njen obstoj v različnih okoljskih razmerah.
Stopnja populacije določa skrajne vrednosti števila osebkov vrste. Zmanjšanje števila pod mejno vrednost povzroči smrt vrste. To je posledica nezmožnosti srečanja s partnerji, motenj intraspecifične prilagoditve itd. Prekomerno povečanje števila je tudi škodljivo, saj spodkopava preskrbo s hrano, prispeva k kopičenju bolnih in oslabelih osebkov v populaciji, v nekaterih pa to vodi v razvoj stresa.
Optimalna gostota populacije kaže posebnosti sožitja osebkov za vsako vrsto. Številni organizmi imajo raje samotni način življenja in se srečujejo le zaradi parjenja. Tako se obnašajo na primer tigri, leopardi, sloni, drugi imajo močan nagon po kolektivnosti, zato potrebujejo veliko število. Na primer, najštevilčnejše skupine med vretenčarji so tvorili ameriški potniški golobi, katerih jate so štele milijarde (!) osebkov. Ko so ljudje zmanjšali njihovo število, so se golobi potniki nehali razmnoževati in vrsta je izginila.
Relativna smotrnost naprav (prilagoditev)
Prisotnost različnih prilagoditev na življenjske razmere, pogosto ekstremnih, je osnova, ki vrstam omogoča, da zasedejo najtežje dostopne in nepričakovane habitate. Življenje je vseprisotno, od visokih zemljepisnih širin Arktike, kjer živijo severni medvedi, do hladilnih krogov jedrskih reaktorjev, kjer živijo nekatere vrste mikroorganizmov; od gorskih vrhov, kjer se nahajajo lišaji, do globin oceana, kjer živijo ribe in druge živali. Vsak organizem ima veliko različnih prilagoditev, vendar kljub temu predstavlja eno celoto. Posledično predstavniki katere koli vrste usklajujejo in medsebojno delujejo prilagoditve, tako da je sposobnost organizmov največja.
Nobena prilagoditev ni absolutno popolna. Nekateri med njimi dosežejo svojo mejo, človeško oko je na primer sposobno zaznati posamezne fotone (če so izpolnjeni vsi pogoji, lahko vidite plamen sveče na razdalji dveh km!), toda v običajno življenje te možnosti ni mogoče doseči, saj atmosferski prah in drugi viri svetlobe motijo in človek nima takšne potrebe. Posledično takšne prilagoditve (imenujejo se absolutne) niso v celoti izkoriščene. Vendar večina prilagoditev ne doseže mejne vrednosti (relativne prilagoditve).
Prilagoditve niso univerzalne - vsaka od njih olajša izvajanje le določene funkcije. Na primer, dolga krila hudournika, ki mu omogočajo hiter let, otežujejo vzlet z ravnega. Obstajajo ptice, ki jedo ose in čebele, pa tudi muhe, ki jih posnemajo. Nenehna rast sekalcev pri glodavcih omogoča glodanje zelo trdih predmetov, a če jih ne obrusimo, zrastejo tako, da žival ne more zapreti ust. Zato se vsaka prilagoditvena lastnost izkaže za primerno le v določenem okolju. Z ostro spremembo življenjskih pogojev se lahko preveč razvite lastnosti izkažejo za neprimerne in povzročijo škodo telesu. Zato po globalnih okoljskih katastrofah umrejo predvsem visoko specializirane vrste (na primer dinozavri v obdobju krede paleozoika). Enako se zgodi pod negativnim vplivom biotskih dejavnikov, na primer, orjaškega šotnega jelena so plenilci popolnoma uničili zaradi njegovih ogromnih rogov, zaradi česar je bil neaktiven.
Ne smemo pozabiti, da so vse prilagoditve, ne glede na to, kako popolne so, relativne. Dejstvo je, da je naravna selekcija rezultat izkušenj in učinkovitejšega razmnoževanja na danem mestu in v danem času. To pomeni, da je naravna selekcija specifična, to pomeni, da zagotavlja razvoj prilagoditev na obstoječe in ne na vse možne okoljske razmere. Jasno je, da se razvoj sposobnosti letenja ne ujema dobro s sposobnostjo hitrega teka. Zato so ptice, ki imajo najboljšo sposobnost letenja, slabi tekači. Nasprotno, noji, ki ne morejo leteti, tečejo odlično. Prilagajanje določenim razmeram je lahko nekoristno ali celo škodljivo, ko nastopijo nove razmere. Vendar se življenjske razmere nenehno in včasih zelo dramatično spreminjajo. V teh primerih lahko predhodno nakopičene prilagoditve otežijo nastanek novih, kar lahko privede do izumrtja velikih skupin organizmov, kot se je pred več kot 60-70 milijoni let zgodilo z nekoč zelo številnimi in raznolikimi dinozavri.
Ob občudovanju prilagojenosti vrst življenjskim razmeram pogosto pridemo do napačnega sklepa, da ima vsaka lastnost zgradbe in delovanja organizma pomemben prilagoditveni pomen. V resnici temu ni tako. Eden od razlogov za to je celovitost organizma in pleiotropno delovanje genov. Naj dobijo v teh pogojih prednost organizmi z encimskim sistemom, ki skrbi za razstrupljanje strupenih snovi v okolju, tako da jih pretvorijo v netopen pigment. Prilagodljivost organizmov na okoljske razmere se bo povečala, vendar sprememba barve morda nima nobene zveze s tem. Čeprav je v drugih razmerah, kot vidimo na primeru industrijskega melanizma, barva metuljev temeljnega pomena za preživetje vrste.
Razmislite o drugem primeru: nosorogi jugovzhodne Azije imajo en rog, medtem ko imajo njihovi afriški sorodniki dva. Nobenega razloga ni, da bi mislili, da je ta morfološka razlika pri nosorogih bistvenega pomena za prilagoditev nekaterih v Aziji in drugih v Afriki. Najverjetneje je to "stranski produkt" rezultat naravne selekcije dveh sprva različnih genetskih sistemov. Postavlja se vprašanje: ali to pomeni, da se vrsta v nadaljnji evoluciji zlahka »odloči« od lastnosti, ki nima neposrednega prilagoditvenega pomena? Nenavadno se zdi, da je to težko narediti. Lahko uporabimo analogijo. Ali je barva ene opeke na dnu zelo pomembna za zgradbo? Očitno ne, vendar odstranitev takšne opeke ni enostavna. Obrnemo se k poskusu z Drosophilo - v več generacijah je bila izvedena selekcija za spremembo števila ščetin na ventralni površini četrtega in petega segmenta. V prvotni liniji je bilo število ščetin v povprečju 36. Poskusi, da bi odbrali muhe z manj ščetinami, so bili neuspešni - takšni posamezniki so umrli ali pa se je izkazalo, da so sterilne. Selekcija na povečanje števila ščetin se je izkazala za uspešnejšo - v 20 generacijah je bilo mogoče povečati število ščetin na 56, vendar se je zaradi takšne selekcije sterilnost začela močno izražati in po prenehanju selekcije, število ščetin v 1-2 generacijah je postalo skoraj enako prvotnemu - 39. Eden od pomembnih zaključkov, kar je treba storiti, je, da obstaja veliko lastnosti, ki nimajo velikega prilagoditvenega pomena; njihov videz je v veliki meri naključen, vendar so tesno povezana v en sam sistem fenotipa organizma.
Do 4–5 let - odvisno od značilnosti obiskovalcev in migrantov ter značilnosti lastne in tuje kulture. 3. Dejavniki, ki vplivajo na proces prilagajanja na novo kulturno okolje Stopnjo resnosti kulturnega šoka in trajanje medkulturne prilagoditve določajo številni dejavniki, ki jih lahko razdelimo na individualne in skupinske. Dejavniki prve vrste vključujejo: 1. ...
... »ima nič manj kot povprečno raven spretnosti, zaradi česar ima stabilen položaj med sodelavci. 2. Pristopi k proučevanju poklicne prilagoditve Uporaba različnih pristopov k proučevanju prilagoditve – interdisciplinarnih, strukturnih, procesnih – omogoča nam je mogoče predstaviti glavne lastnosti tega problema.
... (sprostitev) in srčni utrip se normalizira. Smeh je v svojem funkcionalnem pomenu tako močan, da ga je Fry celo poimenoval "stacionarni tek". 2. Stres kot dejavnik prilagajanja telesa na okolje. Prilagajanje je dinamičen proces, zaradi katerega mobilni sistemi živih organizmov kljub spremenljivosti pogojev ohranjajo stabilnost, potrebno za obstoj, ...
Prilagajanje nastane v procesu evolucije, da organizem reši okoljske probleme, ki jih predstavlja njegovo okolje. So spreminjajoča se, izboljšujoča se, včasih izginjajoča prilagoditev organizmov na določene okoljske dejavnike. Kot rezultat razvoja prilagoditve se doseže stanje prilagoditve (ali skladnost z morfologijo, fiziologijo, vedenjem organizmov) na ekološke niše, ki jih zasedajo, ki predstavljajo celoten sklop okoljskih pogojev in življenjskega sloga danega organizma. to. prilagoditev lahko štejemo za široko podlago za nastanek ali izginotje organov, divergenco (divergenco) vrst, nastanek novih populacij in vrst ter zaplet organizacije.
Proces prilagajanja poteka nenehno in vanj so vključeni številni znaki telesa. [pokaži] .
Razvoj ptic iz plazilcev je na primer vključeval zaporedne spremembe kosti, mišic, ovojnic in udov.
Povečanje prsnice, prestrukturiranje histološke zgradbe kosti, ki jim je poleg moči dalo lahkotnost, razvoj perja, ki je določil boljše aerodinamične lastnosti in termoregulacijo, ter preoblikovanje para okončin v krila so zagotovili rešitev problema leta.
Nekateri predstavniki ptic so kasneje razvili prilagoditve na kopenski ali vodni način življenja (noj, pingvin), sekundarne prilagoditve pa so vključevale tudi številne značilnosti. Pingvini so na primer krila zamenjali s plavutmi, njihove prevleke pa so postale nepremočljive.
Vendar se prilagoditev oblikuje le, če v genskem bazenu obstaja vrsta dednih informacij, ki spodbujajo spremembe struktur in funkcij v želeni smeri. Tako sesalci in žuželke za dihanje uporabljajo pljuča oziroma sapnike, ki se razvijejo iz različnih začetkov pod nadzorom različnih genov.
Prilagoditev je včasih posledica nove mutacije, ki ob vključitvi v genotipski sistem spremeni fenotip v smeri učinkovitejšega reševanja okoljskih problemov. Ta način prilagajanja se imenuje kombinacijski.
Za rešitev enega okoljskega problema je mogoče uporabiti različne prilagoditve. Tako gosto krzno služi kot sredstvo za toplotno izolacijo pri medvedih in arktičnih lisicah, pri kitih pa je maščobna podkožna plast.
Obstaja več klasifikacij prilagajanja.
Po mehanizmu delovanja dodeliti
Pasivne zaščitne naprave
- zaščitno obarvanost. Zaradi zaščitne obarvanosti postane organizem težko razločljiv in zato zaščiten pred plenilci.
- Ptičja jajca, odložena na pesek ali tla, so siva in rjava s pikami, podobna barvi prsti v okolici. V primerih, ko so jajca plenilcem nedostopna, so običajno brezbarvna.
- Gosenice metuljev so pogosto zelene, v barvi listov, ali temne, v barvi lubja ali zemlje.
- Pridnene ribe so običajno obarvane tako, da ustrezajo barvi peščenega dna (raže in iverka). Poleg tega imajo iverke tudi možnost spreminjanja barve glede na barvo okoliškega ozadja.
- Sposobnost spreminjanja barve s prerazporeditvijo pigmenta v ovojnici telesa poznajo tudi kopenske živali (kameleon).
- Puščavske živali imajo praviloma rumeno-rjavo ali peščeno-rumeno barvo.
- Enobarvna zaščitna barva je značilna tako za žuželke (kobilice) in majhne kuščarje kot tudi za velike kopitarje (antilope) in plenilce (lev).
- Razkosljiva zaščitna obarvanost v obliki izmenjujočih se svetlih in temnih prog in lis na telesu. Zebre in tigre je težko videti tudi na razdalji 50-40 m zaradi sovpadanja črt na telesu z menjavo svetlobe in sence v okolici. Razkosljiva barva moti predstave o obrisih telesa.
- repelentno (opozorilno) barvanje - zagotavlja tudi zaščito organizmov pred sovražniki.
Svetla barva je običajno značilna za strupene živali in opozarja plenilce, da je predmet njihovega napada neužiten. Učinkovitost opozorilne obarvanosti je povzročila zelo zanimiv pojav posnemanja - mimikrije [pokaži] .
Mimikrija je podobnost nemočne in užitne vrste z eno ali več nepovezanimi vrstami, ki so dobro zaščitene in imajo opozorilne barve. Pojav mimikrije je pogost pri metuljih in drugih žuželkah. Veliko žuželk posnema pike žuželk. Znano je, da hrošči, muhe in metulji posnemajo ose, čebele in čmrlje.
Mimikrija se pojavlja tudi pri vretenčarjih – kačah. V vseh primerih je podobnost zgolj zunanja in je namenjena oblikovanju določenega vizualnega vtisa med potencialnimi sovražniki.
Za posnemalne vrste je pomembno, da je njihovo število majhno v primerjavi z modelom, ki ga posnemajo, sicer sovražniki ne bodo razvili stabilnega negativnega refleksa na opozorilno obarvanost. Nizko številčnost posnemajočih vrst podpira visoka koncentracija smrtonosnih genov v genskem bazenu.
- oblika telesa podobna okolju- znani so hrošči, ki spominjajo na lišaje, cikade, podobne trnom grmovja, med katerim živijo. Paličaste žuželke izgledajo kot majhna rjava ali zelena vejica.
Zaščitni učinek zaščitne barve ali oblike telesa se poveča v kombinaciji z ustreznim vedenjem. Na primer, gosenice molja v zaščitnem položaju spominjajo na vejo rastline. Selekcija uničuje posameznike, katerih vedenje jih razkriva.
- visoka rodnost
- druga sredstva pasivne zaščite
- Razvoj bodic in iglic v rastlinah jih ščiti pred uživanjem rastlinojedih živali
- Enako vlogo igrajo strupene snovi, ki žgejo dlake (kopriva).
- Kristali kalcijevega oksalata, ki nastanejo v celicah nekaterih rastlin, jih ščitijo pred razjedanjem gosenic, polžev in celo glodalcev.
- Tvorbe v obliki trdega hitinastega pokrova pri členonožcih (hrošči, raki), školjke pri mehkužcih, luske pri krokodilih, oklepi pri armadilih in želvah jih dobro ščitijo pred številnimi sovražniki. Enakemu namenu služijo peresa ježev in ježevcev.
Naprave za aktivno zaščito, gibanje,
iskanje hrane ali partnerja za razmnoževanje
- izboljšanje gibalnega aparata, živčni sistem, čutila, razvoj sredstev za napad pri plenilskih
Kemični čutilni organi žuželk so neverjetno občutljivi. Vonj samičine dišavne žleze samca privabi z razdalje 3 km. Pri nekaterih metuljih je občutljivost receptorjev za okus 1000-krat večja od občutljivosti receptorjev človeškega jezika. Nočni plenilci, kot so sove, imajo odličen vid v temi. Nekatere kače imajo dobro razvite termolokacijske sposobnosti. Na daljavo ločijo predmete, če je njihova temperaturna razlika le 0,2 °C.
Prilagoditve za javno podoboživljenje - delitev »dela« med čebelami.
Odvisno od narave spremembe
- adaptacija s povečano morfofiziološko organizacijo
- pojav rib z režnjami na kopno v devonu, kar je omogočilo nastanek kopenskih vretenčarjev
Pri ribah s plavuti so se okončine uporabljale za plazenje po dnu rezervoarjev. Požiranje zraka in uporaba kisika z izbočenjem črevesne stene - primitivnimi pljuči - je omogočilo nadomestitev pomanjkanja kisika v takratnih rezervoarjih. Te strukture so nekaterim ribam omogočile, da so za nekaj časa zapustile rezervoarje. Sprva so se takšni izleti očitno dogajali v deževnih dneh ali vlažnih nočeh. Prav to trenutno počne ameriški som (Ictalurus nebulosis). Te strukture so se nato razvile v pljuča in okončine kopenskih živali. Kasneje je celotna organizacija rib v procesu prilagajanja življenju na kopnem doživela globoke spremembe.
Takšne spremembe med razvojem novega habitata, širjenje obsega funkcij na podlagi struktur, ki so prej opravljale druge funkcije, vendar so se spremenile v to smer in v tolikšni meri, da so lahko prevzele nove funkcije – imenujemo predadaptacija. .
Fenomen predhodne prilagoditve še enkrat poudarja prilagodljivo naravo evolucije, ki temelji na izbiri koristnih dednih sprememb in postopnih transformacijah obstoječih struktur v procesu obvladovanja novih okoljskih razmer.
Glede na obseg naprave
- specializirane prilagoditve . Organizem s pomočjo specializiranih prilagoditev rešuje specifične probleme v ozkih lokalnih življenjskih razmerah vrste. Na primer, strukturne značilnosti mravljinčarjevega jezika so hrana za mravlje.
- splošne prilagoditve - vam omogočajo reševanje številnih problemov v širokem razponu okoljskih pogojev. Sem spadajo notranji skelet vretenčarjev in zunanji skelet členonožcev, hemoglobin kot nosilec kisika itd. Takšne prilagoditve prispevajo k razvoju različnih ekoloških niš, zagotavljajo pomembno ekološko in evolucijsko plastičnost in jih najdemo pri predstavnikih velikih taksonov organizmov. Tako je primarni poroženeli pokrov prednikov plazilcev v procesu zgodovinskega razvoja povzročil pokrove sodobnih plazilcev, ptic in sesalcev. Obseg prilagoditve se razkrije med razvojem skupine organizmov, v kateri se je prvič pojavil.
Tako je struktura živih organizmov zelo natančno prilagojena pogojem obstoja. Vsaka značilnost ali lastnost vrste je po naravi prilagodljiva in primerna v danem okolju, v danih življenjskih razmerah.
Relativnost in smotrnost fitnesa organizmov
Prilagoditve nastanejo kot odgovor na določen okoljski problem, zato so vedno relativne in smotrne. Relativnost prilagoditev je v omejitvi njihovega prilagoditvenega pomena na določene življenjske razmere. Tako je prilagoditvena vrednost pigmentacije metuljev brezovega molja v primerjavi s svetlimi oblikami očitna le na dimljenih drevesnih deblih.
Ko se okoljske razmere spremenijo, se lahko prilagoditve izkažejo za neuporabne ali celo škodljive za telo. Stalna rast sekalcev glodalcev je zelo pomembna lastnost, vendar le pri hranjenju s trdno hrano. Če je podgana na mehki hrani, sekalci, ne da bi se obrabili, zrastejo do takšne velikosti, da postane hranjenje nemogoče.
Nobena od prilagodljivih lastnosti ne zagotavlja popolne varnosti za njihove lastnike. Zahvaljujoč mimikriji večina ptic pusti ose in čebele pri miru, vendar obstajajo vrste, ki jedo tako ose kot čebele in njihove posnemovalce. Jež in ptica tajnica brez škode jesta strupene kače. Lupina kopenskih želv jih zanesljivo ščiti pred sovražniki, ptice roparice pa jih dvignejo v zrak in razbijejo na tla.
Biološka smotrnost organizacije živih bitij se kaže v harmoniji med morfologijo, fiziologijo, vedenjem organizmov različnih vrst in njihovim življenjskim prostorom. Prav tako je v neverjetni skladnosti zgradbe in funkcij posameznih delov in sistemov samega telesa. Zagovorniki teološke razlage izvora življenja so v biološki smotrnosti videli manifestacijo modrosti stvarnika narave. Teleološka razlaga biološke smotrnosti temelji na načelu »končnega cilja«, po katerem se življenje razvija usmerjeno zaradi inherentne želje po znanem cilju. Že od časa J. B. Lamarcka obstajajo hipoteze, ki biološko smotrnost povezujejo z načelom ustreznega odziva organizmov na spremembe zunanjih pogojev in dedovanjem takšnih »pridobljenih lastnosti«. Prepričljiv argument v korist smotrnosti sprememb pod vplivom okolja je že dolgo priznan kot dejstvo, da se mikroorganizmi "navadijo" na zdravila, sulfonamide, antibiotike. Izkušnje V. in E. Lederberg so pokazale, da temu ni tako.
V petrijevki na površini trdnega hranilnega medija mikrob oblikuje kolonije (1). S posebnim žigom (2) smo odtis vseh kolonij prenesli na gojišče s smrtonosnim odmerkom antibiotika (3). Če je v teh pogojih zrasla vsaj ena kolonija, je izhajala iz kolonije mikrobov, ki so bili tudi odporni na to zdravilo. Za razliko od drugih kolonij prve petrijevke (4) je rasla v epruveti z antibiotikom (5). Če je bilo število začetnih kolonij veliko, je bila med njimi praviloma stabilna. Tako ne govorimo o usmerjeni prilagoditvi mikroba, temveč o stanju predprilagodbe, ki nastane zaradi prisotnosti alela v genomu mikroorganizma, ki blokira delovanje antibiotika. V nekaterih primerih "odporni" mikrobi sintetizirajo encim, ki uniči zdravilo; v drugih celična stena postane neprebojna za zdravilo.
Nastanek sevov mikroorganizmov, odpornih na zdravila, spodbujajo napačne taktike zdravnikov, ki se želijo izogniti stranski učinki, predpisuje nizke, subletalne odmerke zdravil. Prav tako je mogoče razložiti pojav oblik, odpornih na strupe med žuželkami in sesalci - med mutiranimi organizmi obstaja odporna oblika, ki je podvržena pozitivni selekciji pod vplivom strupene snovi. Na primer, odpornost podgan na varfarin, ki se uporablja za njihovo ubijanje, je odvisna od prisotnosti določenega dominantnega alela v genotipu.
Možnost "neposrednega prilagajanja" organizmov okolju, "preoblikovanja narave z asimilacijo pogojev" so trdili nekateri biologi že v 40. in 50. letih prejšnjega stoletja. Zgoraj navedena stališča ustrezajo idealističnim pogledom in ne morejo pojasniti biološke smotrnosti brez vključevanja ideje, če ne o Bogu, pa o posebnem cilju ali programu za razvoj življenja, ki je obstajal že pred njegovim nastankom.
Biološka ustreznost strukture in funkcij organizmov se razvija v procesu razvoja življenja. Predstavlja zgodovinsko kategorijo. To dokazuje sprememba vrst organizacij, ki zasedajo prevladujoč položaj v organskem svetu planeta. Tako je skoraj 75 milijonov let dolgo prevlado dvoživk nadomestila prevlada plazilcev, ki je trajala 150 milijonov let. V obdobjih prevlade katere koli skupine pride do več valov izumrtja, ki spremenijo relativno vrstno sestavo ustreznega velikega taksona.
Pojav kakršne koli prilagoditve in biološke primernosti na splošno je razložen z delom v naravi več kot 3,5 milijarde let naravne selekcije. Iz različnih naključnih odstopanj ohranja in kopiči dedne spremembe, ki imajo prilagoditveno vrednost. Ta razlaga nam omogoča razumeti, zakaj je biološka smotrnost, gledano v prostoru in času, relativna lastnost živih bitij in zakaj v specifičnih življenjskih razmerah individualne prilagoditve dosežejo le tisto stopnjo razvoja, ki zadošča za preživetje v primerjavi z prilagoditve tekmovalcev.
Učbenik je v skladu z zveznim državnim izobraževalnim standardom za srednješolsko (popolno) Splošna izobrazba, ki ga priporoča Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije in je vključen v Zvezni seznam učbenikov.
Učbenik je namenjen učencem 11. razreda in je namenjen poučevanju predmeta 1 ali 2 uri na teden.
Sodoben dizajn, večstopenjska vprašanja in naloge, dodatne informacije in možnost vzporednega dela z elektronsko aplikacijo prispevajo k učinkoviti asimilaciji učnega gradiva.
knjiga:
| <<< Назад
|
Naprej >>> |
Ne pozabite!
Na podlagi lastnih opažanj navedite primere prilagajanja organizmov življenjskim razmeram.
V naravoslovju je dolga stoletja prevladovala ideja o obstoju prvobitne namenskosti v naravi. Zagovorniki kreacionizma so verjeli, da je Bog ustvaril vsako vrsto v popolnem skladu s posebnimi okoljskimi pogoji. Z razvojem evolucijskih idej je družba priznala obstoj variabilnosti, vendar so bili mehanizmi njenega nastanka še vedno nejasni. J. B. Lamarck je verjel, da je razvoj prilagoditev odziv organizmov na delovanje okoljskih dejavnikov. In šele s pojavom evolucijske teorije Charlesa Darwina so prilagoditve organizmov začeli obravnavati kot rezultat delovanja naravne selekcije v določenih okoljskih razmerah.
Vsa živa bitja so optimalno prilagojena življenjskim razmeram. Fitnes poveča možnosti organizmov, da preživijo in pustijo potomce, to pomeni, da takšnim posameznikom pomaga zmagati v boju za obstoj in prenašati svoje gene naslednje generacije. Evolucijski proces v kateri koli populaciji poteka v dveh fazah. Najprej se pojavi genetska raznolikost, ki se kaže v fenotipskih lastnostih. Nato se med naravno selekcijo ohranijo tiste značilnosti in lastnosti, ki posameznikom določene populacije zagotavljajo optimalno prilagoditev življenjskim razmeram. Ker so življenjske razmere organizmov raznolike, so tako raznolike tudi prilagoditve nanje. Prilagoditve vplivajo na zunanje in notranje značilnosti in lastnosti organizmov, značilnosti razmnoževanja in vedenja, torej obstaja veliko različnih oblik prilagajanja organizmov na okolje.
Morfološke prilagoditve. Te prilagoditve so povezane s strukturnimi značilnostmi telesa. Poleg tega se tako kot vse druge vrste prilagoditev tudi morfološke prilagoditve z vidika evolucijskega pomena delijo na so pogosti, ki običajno prizadenejo velike taksone (redove, razrede, skupine) in poseben, povezane z ožjimi pogoji obstoja (vrste, skupine vrst). Na primer, pojav peruti pri pticah je največja sprememba, ki je omogočila živim organizmom osvajanje zračnega prostora. Kasneje so na njegovi podlagi nastale sekundarne in terciarne prilagoditve, na primer strukturne značilnosti krila, povezane z vrsto leta. Primerjajte nizko letenje petrela in manevrski let kolibrija, ki ptici omogoča lebdenje v zraku na eni točki in vzvratno.
Darwinov najljubši primer prilagajanja je bil žolna. Darwin je v knjigi O izvoru vrst s pomočjo naravne selekcije zapisal: »Kaj bolj osupljivega primera prilagajanja je mogoče dati od žolne, ki pleza po deblih dreves in lovi žuželke v razpoke lubja?«
Klasičen primer prilagoditev je struktura nog pri različnih vrstah ptic. Osupljiv primer prilagajanja različnim vrstam hrane je raznolika oblika ptičjih kljunov (glej sliko 9).
Primeri so ploska oblika telesa pridnenih rib in torpedasto telo morskih psov, gosto dlako severnih sesalcev, prožno telo vrtačih se živali. morfološke prilagoditve pri živalih. Podobne oblike prilagajanja obstajajo v kraljestvu rastlin. V visokogorskih območjih in v tundri ima večina rastlin plazeče in blazinaste oblike, ki so odporne na močne vetrove, pozimi so zlahka prekrite s snegom in jih hude zmrzali ne poškodujejo.
Zaščitna barva. Ta barva služi kot odlična zaščita pred sovražniki za številne vrste živali. Zahvaljujoč njej postanejo živali manj opazne.
Ptičje samice, ki gnezdijo na tleh, se praktično zlijejo s splošnim ozadjem območja. Tudi jajca in piščanci teh vrst ptic so nevidni, jajca štorklje pa na primer nimajo zaščitne barve, saj so praviloma nedostopna za sovražnike (slika 24).
riž. 24. Zaščitna obarvanost omogoča pticam, da se zlijejo s pokrajino: A – obarvanost malega sloka ponavlja tone gozdne zemlje; B – piščanci sledovega galeba v prvih dneh življenja
riž. 25. Bela obarvanost živali skrajnega severa: A – polarna lisica; B – mladi tjulenj; B – polarni medved
Številne vrste žuželk imajo zaščitne barve; na primer, barva kril moljev se popolnoma zlije s površino, na kateri preživijo dnevne ure. V travi so zelene kobilice nerazločne, v puščavi peščeno rumene kuščarje, v snegu pa polarne lisice. Treba je opozoriti, da je v regijah skrajnega severa med živalmi zelo pogosta bela obarvanost, zaradi katere so nevidne na snežni površini (polarni medvedi, sove, jerebice in mnogi drugi) (slika 25).
Nekatere živali imajo značilno svetlo obarvanost, ki jo tvorijo izmenjujoče svetle in temne črte ali lise (tigri, leopardi, sikasti jeleni, mladiči divjega prašiča). Ta barva posnema menjavanje svetlobe in sence v okoliški naravi in naredi živali manj opazne v gostih goščavah (slika 26).
riž. 26. Gepardi. Primer zaščitnega barvanja
Odvisno od svetlobnih pogojev lahko kameleoni, hobotnice in druge živali spreminjajo svojo barvo.
Opozorilno barvanje. Pri številnih živalih se namesto zaščitne obarvanosti razvije opozorilna ali grozeča barva. Praviloma je ta barva značilna za žuželke, ki pikajo ali imajo strupene žleze. Ptica, ki je bila strupena Pikapolonica ali svetlo progastega čmrlja, verjetno ne bo poskusil znova.
Preobleka. Dober način zaščite pred sovražniki ni le prikrivanje barve, ampak tudi kamuflaža - ujemanje oblike telesa s predmeti žive in nežive narave. Podobnost s predmeti v okolju mnogim živalim omogoča, da se izognejo napadom plenilcev. V goščavah morskih alg se cevka praktično ne razlikuje. Oblika telesa nekaterih žuželk je podobna listom, lubju, vejicam ali bodicam rastlin (slika 27).
Mimikrija.Številne neškodljive živali so v procesu evolucije pridobile podobnosti s strupenimi vrstami. Ta pojav nemočne vrste, ki posnema dobro zaščitene in opozorilno obarvane nesorodne vrste, se imenuje mimikrija(iz grščine mimikos - posnemanje). Čebele in njihove posnemovalke, lebdeče muhe, so za žužkojede ptice neprivlačne (slika 28). Mnoge nestrupene kače so zelo podobne strupenim, vzorec na krilih nekaterih metuljev pa spominja na oči plenilcev.
riž. 27. Kamuflaža v svetu žuželk
Biokemične prilagoditve. Mnoge živali in rastline so sposobne proizvajati različne snovi, ki jim služijo za zaščito pred sovražniki in za napad na druge organizme. Med takimi napravami so vonjave stenic, strupi kač, pajkov, škorpijonov in rastlinski toksini.
Med biokemične prilagoditve spada tudi pojav posebne strukture beljakovin in lipidov v organizmih, ki živijo pri zelo visokih ali nizkih temperaturah. Takšne značilnosti omogočajo tem organizmom, da obstajajo v vročih izvirih ali, nasprotno, v pogojih permafrosta.
riž. 28. Lebdeče muhe na rožah
riž. 29. Veverički v zimskem spanju
Fiziološke prilagoditve. Te prilagoditve so povezane s presnovnim prestrukturiranjem. Brez njih je nemogoče vzdrževati homeostazo v nenehno spreminjajočih se okoljskih razmerah.
Človek zaradi posebnosti presnove soli dolgo časa ne more brez sladke vode, vendar so ptice in plazilci, ki večino svojega življenja preživijo v morju in pijejo morsko vodo, pridobile posebne žleze, ki jim omogočajo, da se hitro znebijo odvečne soli.
Številne puščavske živali pred nastopom sušnega obdobja naberejo veliko maščobe: ko oksidira, nastane velika količina vode.
Vedenjske prilagoditve. Poseben tip obnašanja v določenih razmerah je zelo pomemben za preživetje v boju za obstoj. Skrivanje ali zastrašujoče vedenje ob približevanju sovražnika, shranjevanje hrane za neugodno obdobje v letu, hibernacija živali in sezonske selitve, ki jim omogočajo preživetje v hladnem ali sušnem obdobju - to ni popoln seznam različnih vrst vedenja, ki se pojavijo med evolucijo kot prilagoditve na specifične življenjske razmere (slika .29).
riž. 30. Paritveni turnir samcev antilope
Treba je opozoriti, da se številne vrste prilagoditev oblikujejo vzporedno. Na primer, zaščitni učinek zaščitnega ali opozorilnega obarvanja se močno poveča v kombinaciji z ustreznim vedenjem. Živali z zaščitno barvo zamrznejo v trenutku nevarnosti. Nasprotno, opozorilna obarvanost je kombinirana z demonstrativnim vedenjem, ki prestraši plenilce.
Posebej pomembne so vedenjske prilagoditve, povezane z razmnoževanjem. Zakonsko vedenje, izbira partnerja, oblikovanje družine, skrb za potomce - te vrste vedenja so prirojene in specifične za vrsto, tj. Vsaka vrsta ima svoj program spolnega in otrokovo-starševskega vedenja (slika 30–32).
Relativna narava prilagoditev. Vsi živi organizmi so optimalno prilagojeni razmeram svojega habitata, pa naj gre za puščavske ali ekvatorialne gozdove, globoka morja ali savane. Vsak organizem ima številne prilagoditve, ki so nastale kot posledica delovanja naravne selekcije v zelo specifičnih okoljskih razmerah. Ko se ti pogoji spremenijo, lahko prilagoditve izgubijo svojo prilagoditveno vrednost in celo povzročijo škodo lastniku, tj. relativna izvedljivost. Bela zimska barva zajcev postane nevarna v obdobjih odjuge ali v zimah z malo snega (slika 33). če zunanje razmere se bodo zelo močno spremenile, nove prilagoditve ne bodo imele časa za oblikovanje, kar bo vodilo do izumrtja velikih skupin organizmov, kot se je zgodilo pred več kot 60 milijoni let z dinozavri.
riž. 31. Paritveno vedenje kapskih ganetov
riž. 32. Skrb za potomce pri pingvinih
riž. 33. Zimska barva zajca
Torej, kot posledica akcije gonilne sile V evoluciji se organizmi razvijajo in izboljšujejo prilagoditve na okoljske razmere. Konsolidacija različnih prilagoditev v izoliranih populacijah lahko na koncu privede do nastanka novih vrst.
Preglejte vprašanja in naloge
1. Navedite primere prilagajanja organizmov življenjskim razmeram.
2. Zakaj imajo nekatere živali svetle, razkrite barve, medtem ko imajo druge, nasprotno, zaščitne barve?
3. Kaj je bistvo mimike?
4. Ali naravna selekcija velja za vedenje živali? Navedite primere.
5. Kakšni so biološki mehanizmi za nastanek adaptivne (skrivajoče in opozorilne) obarvanosti pri živalih?
6. Ali fiziološke prilagoditve dejavniki, ki določajo stopnjo pripravljenosti organizma kot celote?
7. V čem je bistvo relativnosti vsake prilagoditve življenjskim razmeram? Navedite primere.
pomisli! Naredi!
1. Zakaj ni absolutne prilagoditve življenjskim razmeram? Navedite primere, ki dokazujejo relativnost katere koli naprave.
2. Mladiči merjascev imajo značilno črtasto obarvanost, ki z leti izgine. Navedite podobne primere sprememb barve pri odraslih v primerjavi s potomci. Ali lahko ta vzorec štejemo za skupnega celotnemu živalskemu svetu? Če ne, za katere živali in zakaj je značilen?
3. Zberite informacije o živalih z opozorilnimi barvami, ki živijo na vašem območju. Pojasnite, zakaj je poznavanje tega gradiva pomembno za vse. Naredite informacijsko stojnico o teh živalih. Predstavite to temo osnovnošolcem.
Delo z računalnikom
Oglejte si elektronsko prijavo. Preučite snov in dokončajte naloge.
Ponovi in si zapomni!
Človek
Vedenjske prilagoditve so prirojeno, brezpogojno refleksno vedenje. Prirojene sposobnosti obstajajo pri vseh živalih, vključno z ljudmi. Novorojenček lahko sesa, požira in prebavlja hrano, mežika in kiha, reagira na svetlobo, zvok in bolečino. To so primeri brezpogojni refleksi. Takšne oblike vedenja so nastale v procesu evolucije kot posledica prilagajanja določenim razmeroma stalnim okoljskim razmeram. Brezpogojni refleksi so podedovani, zato se vse živali rodijo z že pripravljenim kompleksom takšnih refleksov.
Vsak brezpogojni refleks se pojavi kot odgovor na strogo določen dražljaj (ojačitev): nekateri - na hrano, drugi - na bolečino, tretji - na videz nove informacije itd. Refleksni loki brezpogojnih refleksov so stalni in potekajo skozi hrbtenjačo ali možgansko deblo.
Ena najbolj popolnih klasifikacij brezpogojnih refleksov je klasifikacija, ki jo je predlagal akademik P. V. Simonov. Znanstvenik je predlagal razdelitev vseh brezpogojnih refleksov v tri skupine, ki se razlikujejo po značilnostih interakcije posameznikov med seboj in z okoljem. Vitalni refleksi(iz latinščine vita - življenje) so usmerjene v ohranjanje življenja posameznika. Njihovo neupoštevanje vodi v smrt posameznika, izvajanje pa ne zahteva sodelovanja drugega posameznika iste vrste. Ta skupina vključuje reflekse za hrano in pitje, homeostatske reflekse (vzdrževanje stalne telesne temperature, optimalnega dihanja, srčnega utripa itd.), obrambne reflekse, ki jih delimo na pasivno-obrambne (beg, skrivanje) in aktivne. defenzivne (napad na ogrožajoč objekt) in nekatere druge.
TO zoosocialno, ali igranje vlog refleksi vključujejo tiste različice prirojenega vedenja, ki nastanejo med interakcijo z drugimi posamezniki svoje vrste. To so spolni, otroško-starševski, teritorialni, hierarhični refleksi.
Tretja skupina je refleksi samorazvoja. Niso povezani s prilagajanjem na določeno situacijo, temveč so usmerjeni v prihodnost. Sem spadajo raziskovalno, imitativno in igrivo vedenje.
| <<< Назад
|
Naprej >>> |
