Защитные приспособления у животных и растений. Защитные приспособления у растений
Защитные приспособления у животных и растений
Защита растений | Земная флора
Подобно всем живым существам, растения обитают в потенциально враждебном мире. С момента прорастания семени они начинают свою борьбу с другими растениями за место в пространстве, за свет, воду и минеральные вещества. Бактерии, паразитные грибы, насекомые, нематоды и прочие патогены и вредители нападают на молодые, слабые всходы. Когда растения подрастут, к этим врагам присоединяются еще и всевозможные растительноядные животные. Чтобы иметь возможность выжить и завершить свой жизненный цикл, растения в процессе эволюции должны были вооружиться различными защитными механизмами, которые позволяют им избегать патогенов и вредителей или отпугивать их. Дикорастущие формы, несомненно, преуспели в этом, однако у наших культурных растений, выведенных для удовлетворения потребностей человека, такие защитные механизмы нередко отсутствуют, и человеку приходится их защиту брать на себя. С этой целью он использует разные способы, помогающие растениям выжить и достичь зрелости: применение различных химических препаратов играет в этом деле главную роль.
У растений имеются разнообразные структурные и физиологические механизмы, позволяющие им противостоять особо неблагоприятным воздействиям, например очень высоким и очень низким температурам или продолжительной засухе. Для защиты от потенциальных вредителей и болезней неподвижному зеленому растению требуется много всевозможных приспособлений — структурных, физических или химических. Шипы и жгучие волоски надежно защищают растения от крупных животных, однако они имеются не у всех видов растений, и, очевидно, они бесполезны против таких мелких вредителей, как насекомые. Самым главным оружием против различных врагов служит почти у всех растений химическая система защиты, насчитывающая тысячи разнообразных соединений. Для жизненных процессов растения необходимы из них лишь очень немногие, а остальные составляют тот арсенал, которым растения располагают для отражения атак потенциальных патогенов и вредителей. Рассмотрим некоторые защитные механизмы растений более подробно.
geo-plant.ru
Защитные приспособления
Защитное приспособление некоторых видов животных и растений» заключающееся в их сходстве по цвету или по форме с другими животными или растениями» а также предметами окружающей природы.[ ...]
Приспособление для пиления состоит из пильного диска 4, плит (угловой 10 и направляющей 11), кронштейна 7. Приспособление крепится зажимными гайками барашкового типа. Поэтому оно легко снимается и устанавливается по мере надобности. Защитное приспособление состоит из расклинивающего ножа 2 и ограждения (козырька) 3. Фрезы и сверла кре-пятся в патроне, установленном на основном валу.[ ...]
Круг защитных приспособлений белки довольно велик: здесь и затаивание в гнезде (гайне), или в дупле, или среди густой кроны ели, пихты, сибирского кедра, или же уход верхом, перебегая и перескакивая с дерева на дерево. То же свойственно, лесной кунице, но не соболю, который, заскочив на дерево, затаивается, а потом прыгает с него вниз (рис. 3). Затаившаяся белка выдает себя обычно недовольным цоканием, особенно когда ее потревожили в часы кормежки. Нам не раз приходилось наблюдать, как беспомощно себя чувствует лесная куница в молодом лиственном лесу: и вся-то она на виду, и ветки крон очень неудобны для прыжков и перебежек.[ ...]
Своеобразное защитное приспособление от света наблюдается у личинок многих пелагических рыб. Так, у личинок сельдей родов Sprattus и Sardina над нервной трубкой развивается черный пигмент, предохраняющий нервную систему и ниже лежащие органы от чрезмерного воздействия света. С резорбцией желточного пузыря пигмент над нервной трубкой у мальков исчезает. Интересно, что у близких видов, имеющих донную икру, и личинок, держащихся в придонных слоях, подобного пигмента нет.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Меры предупреждения. При высоких концентрациях — фильтрующий противогаз марки А. При использовании Ц. в органическом синтезе — герметизация аппаратуры. При использовании в качестве растворителя — контроль за чистотой Ц. и удаление из пего возможных остатков бензола (до следов). См. также Ароматические углеводороды — производные бензола.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Фильтрующий промышленный противогаз марки А.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Меры предупреждения — см. Ароматические углеводороды — производные бензола.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Фильтрующий промышленный противогаз марки А. Если возможно образование фосгена — фильтрующий промышленный противогаз марки В или изолирующие противогазы. Защита рук. Спецодежда из хлопчатобумажной ткани.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Для защиты органов дыхания от пыли, тумана и дыма — респираторы марок Ф-46 и РН-16 с противогазовым патроном марки А. Ориентировочный срок годности последнего 40—50 час. При небольшой запыленности — противопылевые респираторы. Для защиты кожи от воздействия пылевидных препаратов — спецодежда из пылезащитной ткани (молескина). При работе с жидкими препаратами — спецодежда из брезентовой парусины с водоупорной пропиткой; из прорезиненной или вулкалиновой ткани. Лица, принимающие участие в наземном опрыскивании (шланговщики, трактористы, прицепщики и др.), должны работать в куртках с капюшонами и наплечниками или в полукомбинезонах. Для защиты сигнальщиков при авиаопрыскивании — прорезиненные или вулкалино-вые накидки, вулкалиновые или брезентовые плащ-пальто с капюшонами. Перчатки из резины, прорезиненной или вулкалиновой ткани. Спецобувь: при работе с пылевидными препаратами — брезентовые бахилы, при работе с жидкими препаратами — резиновые сапоги. Для защиты глаз — сельскохозяйственные, противопылевые или шоферские очки.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Меры предупреждения. При высоких концентрациях, но нормальном содержании кислорода — изолирующие шланговые противогазы ШС-5, ТИ-1,- ДПА-5; при недостатке кислорода (ниже 16%)—изолирующие дыхательные кислородные приборы, например КИП-5, РКК-1, РКК-2 и др. См. также Бензины, Нефть, Метан.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Для защиты от паров — фильтрующий промышленный противогаз марки А. Для защиты от туманов и пыли — респираторы Ф-46-К со сменным патроном марки А, Ф-57, ШБ-1. Фильтрующий промышленный противогаз марки М. При высоких концентрациях, работе в замкнутых пространствах, чистке аппаратов и т. п. — изолирующие противогазы типа ПШ-2; ДПА-5 и др. При работе с сильнотоксичными пылями амино- и нитросоединений — специальный комбинезон. При ремонте, чистке аппаратов и вообще при работе с веществами, легко всасывающимися через кожу, — спецодежда с резиновыми нашивками или нашивками из других непроницаемых для амино- я нитросоединений материалов — пластикатов, тканей, пропитанных специальным составом, предложенным Харьковским институтом охраны труда (Навроцкий и др.). Резиновые перчатки.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления. Меры предупреждения — см. Сложные эфиры и амиды кислот фосфора, а также «Временную инструкцию по применению 30% концентрации эмульсии метилмеркаптофоса авиационнохимическим методом для борьбы с сосущими вредителями семечкового сада на 1961 г.» и «Временную инструкцию по применению 30% концентрата эмульсии метилмеркаптофоса авиационно-химическим методом для борьбы с сосущими вредителями хлопчатника на 1961 г.».[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления — см. Бензины. При наличии раздражающих глаза примесей — защитные очки, например типа ПО-1.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления — см. Бензины.[ ...]
Индивидуальные защитные приспособления — см. 2-Нитропропан. Определение в воздухе.[ ...]
Как уже было отмечено, защитные реакции растения-хозяина состоят прежде всего в выработке иммунитета — невосприимчивости к заражению паразитами. Известны устойчивые к паразитным грибам сорта картофеля, зерновых и других сельскохозяйственных культур. К защитным приспособлениям относятся и особенности покровных тканей, которые затрудняют проникновение паразита (толстая кутикула, опушение и т. д.), особенности химического состава клеток и тканей. Например, доказано, что к грибам-паразитам устойчивы растения, содержащие много эфирных масел, сапонинов, алкалоидов, многие галофи-ты с повышенным содержанием солей.[ ...]
В способности крови свертываться проявляется поразительное защитное приспособление организма. Если бы кровь не обладала свойством свертываться (образовывать сгустки), то при слабом, даже незначительном ранении, кровь вытекала бы наружу. Водная среда облегчает истечение крови. Значительные кровопотери не только вредны для организма, но и подчас катастрофичны.[ ...]
Рудеральные растения (от лаг. ruclus - строительный мусор), растения, растущие близ жилья, у дорог, на свалках. Они, как правило, имеют защитные приспособления - шипы, жгучие волоски, ядовитые вещества.[ ...]
В клетке бактерии может образоваться только одна спора, поэтому спорообразование ч у бактерий следует-рассматривать не как способ размножения, а как защитное приспособление против неблагоприятных условий.[ ...]
Для паразитов выход во внешнюю среду, как правило, чреват многими опасностями, поэтому на той стадии жизненного цикла, которую паразиты проводят вне хозяина, у них развиваются различные защитные приспособления, позволяющие пережить этот критический период (толстые и многослойные оболочки яиц гельминтов, цисты кишечных амеб, ооцисты со спорами кокци-дий, способность к анабиозу у ряда личинок нематод и т. д.). При отсутствии же в жизненном цикле паразитов стадии выхода во внешнюю среду, как у малярийного плазмодия, таких защитных приспособлений не обнаруживается.[ ...]
При всех способах применения ядохимикатов основными требованиями являются: аккуратное обращение с ядохимикатами, тарой для ядохимикатов и рабочим инвентарем; обязательное ношение спецодежды и защитных приспособлений; использование наиболее рациональных производственных операций, ограничивающих поступление ядохимикатов в воздух, рассыпание на пол, загрязнение ими одежды и рук работающих; строгое соблюдение правил личной гигиены.[ ...]
Необходимо отметить, что в фаунистических комплексах разных широт в характере межвидовых отношений имеются некоторые различия. Так, фаунистические комплексы более низких широт характеризуются большим напряжением отношений «хищник — жертва» и соответственно усиленным развитием защитных приспособлений (большая плодовитость, забота о потомстве, вооруженность). В северо-тихоокеанской фауне напряженность отношений «хищник -—жертва», видимо, больше, чем в североатлантической (Г. Никольский, 1950; Паракедов, 1958).[ ...]
Известный биолог, лауреат Нобелевской премии Нико Тинберген в свое время писал, что «большинство людей — и зоологов в том числе — весьма смутно представляют себе, как бесконечно изощренна Природа в своих творениях и сколь непостижимо многообразны живые существа по облику, поведению и образу жизни». Подробнее ознакомиться с многообразными и уникальными защитными приспособлениями животных можно в книге О. Тэннера «Способы защиты у животных» (1985) из серии «Удивительный мир диких животных».[ ...]
Прополочные бороны эффективны при скорости движения агрегата 6—7 км/час. С уменьшением скорости до 4 км/час снижается количество уничтоженных сорняков, а при увеличении скорости до 10 км/час возрастает поврежденность кукурузы до 10%. Чтобы избежать присыпания растений во время первых обработок, которые иногда проводят на повышенных скоростях, рекомендуется использовать специальные защитные приспособления — щитки-домики (КРН-29), устанавливаемые над каждым рядком (рис. 2).[ ...]
У некоторых палочковидных бактерий при наступлении неблагоприятных условий внешней среды (изменение температуры, истощение питательных веществ, поступление токсичных соединений) внутри клетки образуется особое тельце округлой или эллипсоидальной формы, одетое плотной оболочкой — спора. Споры очень устойчивы к термическому воздействию и по отношению к ядам, и, по-видимому, являются защитным приспособлением бактерий. При попадании в благоприятные условия клетка начинает прорастать и через 40—60 мин переходит к нормальному обмену веществ. Бактерии в течение многих лет могут сохранять жизнеспособность в виде спор.[ ...]
ru-ecology.info
Защитные приспособления растений | Школьные файлы SchoolFiles.net
schoolfiles.net
Приспособления у растений для пережидания неблагоприятных условий
Какие приспособления есть у растений для пережидания неблагоприятных условий? Назовите не менее 4-х таких особенностей.
 |
| береза карликовая |
Ответ:
Структурные приспособления для выживания в экстремальных условиях иногда имеются у растений на протяжении всей их жизни, а иногда возникают лишь на каком-то определенном этапе развития, обеспечивая тем самым растению возможность преодолеть неблагоприятную часть жизненного цикла. Назначение главных защитных приспособлений состоит в.том, чтобы ограничить потерю воды, потому что именно ее растению обычно больше всего не хватает. Листья могут быть покрыты толстым слоем воскообразной кутикулы, играющей роль водонепроницаемого барьера, а их густое опушение и погруженные устьица удерживают у поверхности листа слой влажного воздуха, что также снижает интенсивность транспирации. У некоторых видов листья очень мелкие или их совсем нет, т. е. у них ограничена площадь поверхности, с которой идет испарение. Часто растения имеют сочные листья и стебли, так как в них сохраняются запасы воды. Эту последнюю особенность можно встретить не только у растений пустыни, но и у многолетников арктической и альпийской зон. Объясняется это тем, что вода в почве здесь часто бывает замерзшей в то самое время, когда яркое солнце обусловливает интенсивную транспирацию. Для растительности таких мест характерна также карликовость: растения как бы прижимаются к земле, ослабляя тем самым иссушающее и охлаждающее действие ветра. В растении, как и в автомобиле, есть вода, которая может замерзать и при этом в результате расширения разрывать клетки. В самом начале акклиматизации в клетках накапливаются различные растворенные вещества; они снижают осмотический потенциал клеток и уменьшают вероятность их замерзания, поскольку точка замерзания клеточного сока в результате этого понижается. Принцип антифриза. При замерзании клеток главный вред наносят им образующиеся внутри кристаллы льда; эти кристаллы растут, разрывают различные клеточные мембраны и, наконец, убивают клетку. Повышение концентрации растворенных веществ защищает растение, потому что оно уменьшает вероятность образования крупных кристаллов льда.
bio9klass.blogspot.com
Приспособление растений к водному режиму
Наряду с морфологическими особенностями у растений, приуроченных к местам с разными условиями увлажненности, выработались и физиологические.
Способность гигрофитов к регуляции водного режима ограничена: устьица большей частью широко открыты, так что транспирация мало отличается от физического испарения. Благодаря беспрепятственному потоку воды и отсутствию защитных приспособлений интенсивность транспирации очень высока: у световых гигрофитов в дневное время листья могут терять за час количество воды, в 4-5 раз превышающее массу листа. Высокая оводненность тканей гигрофитов поддерживается в основном за счет постоянного притока влаги из окружающей среды.
Другие характерные физиологические черты гигрофитов, обусловленные легкой доступностью влаги, - низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительная водоудерживающая способность, приводящая к быстрой потере запасов воды особенно показательны для гигрофитов небольшие величины сублетального водного дефицита: так, для кислицы и майника потеря 15%-20% запаса воды уже необратима и ведет к гибели. В некоторых случаях у растений сильно увлажненных местообитаний возникает необходимость удаления избытка влаги. Обычно, это бывает, когда почва хорошо прогрета и корни активно всасывают воду, а транспирация отсутствует (например, утром или при тумане, когда влажность воздуха 100%). Избыточная влага удаляется путем гуттации – выделение воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю или на острие листа.
Ксерофиты обладают рядом разнообразных физиологических адаптаций, позволяющих им успешно выдерживать недостаток влаги. У ксерофитов обычно повышено осмотическое давление клеточного сока, позволяющее всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы, то есть использовать не только легкодоступную, но и труднодоступную почвенную влагу. Оно измеряется тысячами кПа, а у некоторых пустынных кустарников зарегистрированы цифры, достигающие 10000-30000 кПа.
С давних пор пристальное внимание привлекала проблема расхода воды ксерофитами на транспирацию. Казалось бы, многочисленные анатомические приспособления, достаточно надежно защищающие наземные части ксерофитов от сильного испарения, должны способствовать значительному снижению транспирации. Однако выяснилось, что в действительности это не так. При достаточном водоснабжении большинство ксерофитов имеют довольно высокую транспирацию, но при наступлении засушливых условий, они сильно сокращают ее. При этом играет роль и закрывание устьиц, и сильное обезвоживание листа при начинающемся подвядании. Несомненно, анатомо-морфологические приспособления имеют определенное значение, но основную роль в засухоустойчивости ксерофитов в настоящее время отводят физиологическим механизмам.
К числу этих механизмов принадлежит высокая водоудерживающая способность тканей и клеток, обусловленная рядом физиологических и биохимических особенностей.
Большое значение для выживания ксерофитов при резком недостатке влаги имеет их способность переносить глубокое обезвоживание тканей без потери жизнеспособности и способности восстановления нормального содержания воды в растении при возобновлении благоприятных условий. Ксерофиты способны потерять до 75% всего водного запаса и, тем не менее, остаться живыми. Ярким примером в этом отношении служат пустынные растения, которые летом высыхают до состояния, близкого к воздушно-сухому, и впадают в анабиоз, но после дождей возобновляют рост и развитие.
Еще одна система адаптаций, обеспечивающих выживание ксерофитов в аридных условиях, - выработка сезонных ритмов, дающих возможность растениям использовать для вегетации наиболее благоприятные периоды года и резко сократить жизнедеятельность во время засухи. Так, в областях со средиземноморским климатом с резко выраженным летним сухим периодом многие ксерофильные виды имеют “двухтактный” ритм сезонного развития: весенняя вегетация сменяется летним покоем, во время которого растения сбрасывают листву и снижают интенсивность физиологических процессов; в период осенних дождей вегетация возобновляется, и затем уже следует зимний покой. Сходное явление наблюдается и у растений сухих степей в середине и конце лета: потеря части листовой поверхности, приостановка развития, сильное обезвоживание тканей и т.д. Такое состояние, получившее название полупокоя, длится вплоть до осенних дождей, после которых у степных ксерофитов начинают отрастать листья.
Физиологические адаптации суккулентов столь своеобразны, что их необходимо рассмотреть отдельно. Основной способ преодоления засушливых условий у суккулентов – накопление больших запасов воды в тканях и крайне экономное ее расходование. В условиях жаркого и сухого климата весь водный запас мог бы быть быстро растрачен, но растения имеют защитные приспособления, направленные к сокращению транспирации. Одно из них – своеобразная форма надземных частей суккулентов. В дополнение к этому у многих суккулентов поверхность защищена восковым налетом опушением, хотя есть и суккуленты с тонким не защищенным эпидермисом. Устьица очень немногочисленны, часто погружены в ткань листа или стебля. Днем устьица обычно закрыты, и потеря воды идет в основном через покровные ткани.
Транспирация у суккулентов чрезвычайно мала. Ее трудно уловить за короткий период и приходится определять расход воды не за час, а за сутки или за неделю. Водоудерживающая способность тканей суккулентов значительно выше, чем у других растений экологических групп, благодаря содержанию в клетках гидрофильных веществ. Поэтому и без доступа влаги суккуленты расходуют водный запас очень медленно и долго сохраняют жизнеспособность даже в гербарии.
Ограничения, обусловленные особенностями водного режима суккулентов, создают и другие трудности для жизни этих растений в аридных условиях. Слабая транспирация сводит к минимуму возможность терморегуляции, с чем связано сильное нагревание массивных надземных органов суккулентов. Затруднения создаются и для фотосинтеза, поскольку днем устьица обычно закрыты, а открываются ночью, следовательно, доступ углекислоты и света не совпадают во времени. Поэтому у суккулентов выработался особый путь фотосинтеза, при котором в качестве источника углекислоты, частично используются продукты дыхания. Иными словами, в крайних условиях растения частично используют принцип замкнутой системы с реутилизацией отходов метаболизма.
В силу всех этих ограничений интенсивность фотосинтеза суккулентов невелика, рост и накопление массы идут очень медленно, вследствие чего они не отличаются высокой биологической продуктивностью и не образуют сомкнутых растительных сообществ.
Физиологические показатели водного режима мезофитов подтверждают их промежуточную позицию: для них характерны умеренные величины осмотического давления, содержания воды в листьях, предельного водного дефицита. Что касается транспирации, то ее величина в большей степени зависит от условий освещенности и других элементов микро климата.
Один и тот же мезофильный вид, попадая в разные по водоснабжению условия, обнаруживает известную пластичность, приобретая в сухих условиях более ксероморфные, а во влажных более гигроморфные черты. Пластичность листьев проявляется не только в разных местообитаниях, но даже у одной и той же особи. Листья разных высотных ярусов одних и тех же растений находятся в неодинаковых условиях водоснабжения, так как поступление воды в верхние части связано с преодолением большого сопротивления. К тому же у деревьев верхние листья обычно находятся в условиях иного микроклимата.
Водная среда существенно отличается от воздушной, поэтому у водных растений существует ряд своеобразных физиологических адаптивных черт. Интенсивность света в воде сильно ослаблена, поскольку часть падающей радиации отражается от поверхности воды, другая – поглощается ее толщей. В связи с ослаблением света фотосинтез у погруженных растений сильно снижается с увеличением глубины. Считают, сто выживанию глубоководного фитопланктона в зонах, где освещенность ниже точки компенсации, способствуют его периодические вертикальные перемещения в верхние зоны, где идет интенсивный фотосинтез и пополнение запасов органических веществ.
В воде кроме недостатка света растения могут испытывать и другое затруднение, существенное для фотосинтеза, - недостаток доступной СО2 . Углекислота поступает в воду в результате растворения СО2, содержащегося в воздухе, дыхания водных организмов, разложения органических остатков и высвобождения из карбонатов. При интенсивном фотосинтезе растений идет усиленное потребление СО2 , в связи с чем легко возникает ее дефицит. На увеличение содержания СО2 в воде гидрофиты реагируют заметным повышением фотосинтеза.
У погруженных растений транспирации нет, значит, нет и “верхнего двигателя”, поддерживающего ток воды в растении. Однако этот ток, доставляющий к тканям питательные вещества, существует, при чем с явной суточной периодичностью: днем больше, ночью отсутствует. Активная роль в его поддержании принадлежит корневому давлению и деятельности специальных клеток, выделяющих воду, - водяных устьиц.
Плавающие или торчащие над водой листья обычно имеют сильную транспирацию, хотя и расположены в слое воздуха, который непосредственно граничит с водой и имеет повышенную влажность. Устьица широко открыты и закрываются полностью только в ночное время.
Столь же велика транспирация у прибрежных растений, при чем у них значительное количество воды расходуется не только листьями, но и стеблями. Осмотическое давление у водных и прибрежных растений очень низкое, так как им не приходится преодолевать водоудерживающую силу почвы при поглощении воды.
biofile.ru
Приспособления — основной результат эволюции
Долгое время приспособленность организмов к среде обитания считалась изначальной и данной творцом. Эволюционная теория Дарвина доказала, что появление приспособлений — адаптаций — закономерный результат действия естественного отбора. Как и почему меняются свойства живых организмов? Что обеспечивает устойчивое воспроизведение этих свойств в ряду поколений? Эти вопросы являются предметом исследований эволюционной биологии.
Механизм возникновения адаптаций
Каждое приспособление и весь их комплекс у организмов не появляются в готовом виде. Они формируются постепенно в процессе борьбы за существование путем естественного отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в конкретной среде. Классическим примером, позволяющим проследить механизм возникновения адаптаций, является развитие темной покровительственной окраски у бабочек вида березовая пяденица. Чуть более 100 лет назад в Англии были широко распространены березовые пяденицы светлой окраски с небольшим числом темных пятен. Днем они сидели на стволах берез и были практически незаметны. В связи с развитием промышленности дым и копоть постепенно оседали на стволах берез, и их кора приобрела темный цвет. На этом фоне светлые бабочки стали хорошо заметны и активно поедались птицами. В результате мутаций у некоторых бабочек появилась темная окраска. Она давала им преимущество в борьбе за существование, так как делала менее заметными для птиц. Темные бабочки сохранялись в результате естественного отбора и оставляли потомство. Постепенно они вытеснили светлых бабочек в промышленных районах, и те сохранились только в сельской местности. Так за относительно короткий срок у бабочек выработалась адаптация к новым условиям среды в виде покровительственной окраски.
Следовательно, для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала (мутации и их комбинации) и движущих сил эволюции (борьба за существование и естественный отбор). Появление в популяции удачного фенотипа — носителя ценных мутаций — еще нельзя рассматривать как адаптацию. Необходимо, чтобы случайные полезные отклонения отдельных особей под действием естественного отбора превратились в полезный признак для всей популяции или вида в целом.
Виды адаптаций
Существуют следующие виды адаптаций организмов: морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие (этологические).
Морфологические адаптации — особенности окраски и строения тела, повышающие выживаемость организмов в данной среде. Из большого числа морфологических адаптаций наиболее значимыми являются средства пассивной защиты: покровительственная и предостерегающая окраска, мимикрия. Они повышают шанс особей выжить и оставить потомство.
Покровительственная окраска — окраска тела организмов, позволяющая им слиться с фоном среды и стать менее заметными для врагов. Покровительственная окраска бывает однотонной или расчленяющей. Например, зеленые гусеница и кузнечик почти не заметны на фоне листьев и травы. Заяц беляк, песец, горностай не видны на фоне белого снега. Хамелеон и камбала могут менять окраску под цвет среды путем перераспределения пигментов в кожных покровах. Тигры едва заметны даже на небольшом расстоянии из-за совпадения полос на их теле с чередованием света и тени в среде.
Предостерегающая окраска — яркая, хорошо заметная окраска тела у несъедобных или имеющих средства защиты организмов. Хищник, пытающийся съесть такую жертву, получает отпор и в дальнейшем не трогает особей с такой окраской. Божья коровка имеет ярко-красную окраску с черными точками, которая является сигналом ее токсичности. Осы, пчелы и шмели чередованием ярких желтых и черных полос предупреждают о наличии у них жала. Ядовитые змеи обычно имеют хорошо заметный, контрастный рисунок на теле.
Мимикрия (от греч. mimikos — подражательный) — подражание незащищенных и съедобных видов представителям видов, имеющих средства защиты или несъедобных. При этом объектом подражания могут быть как животные, так и растения. Вид-подражатель вводит в заблуждение хищника и повышает свой шанс выжить. Некоторые мухи (большеголовка, сирфида, журчалка) и бабочки (стеклянница) подражают шершням и пчелам. В лесах Амазонии среди ядовитых бабочек геликонид встречаются очень на них похожие съедобные бабочки из семейства белянок.
К средствам пассивной защиты также относятся твердые покровы (раковины моллюсков, панцири черепах) и иглы (ежи, дикобразы). У растений эту роль играют колючки (барбарис, шиповник, боярышник, акация) и жгучие железистые волоски (крапива, шалфей, борщевик).
Физиологические адаптации — особенности процессов жизнедеятельности, благоприятные для жизни в данной среде. Это адаптации по поддержанию постоянной температуры тела: потоотделение, тепловая одышка, мышечная дрожь, расширение и сужение сосудов кожи и др. К недостатку кислорода у жителей высокогорий выработалась адаптация в виде повышенного количества эритроцитов и гемоглобина в крови. У ныряющих водных животных в мышцах содержится большое количество миоглобина, связывающего кислород. К физиологическим адаптациям можно отнести способность животных и растений поддерживать водный баланс в организме при разной обеспеченности среды водой.
Биохимические адаптации — особенности химического состава тела и биохимических реакций, позволяющие организму реагировать на изменения окружающей среды. При увеличении освещенности ускоряется процесс фотосинтеза у растений. При низкой температуре среды у животных усиливается энергетический обмен. Для привлечения насекомых-опылителей у растений синтезируются эфирные масла, придающие цветкам аромат.
Поведенческие (этологические) адаптации — особенности поведения отдельных организмов или их групп, направленные на выживание и размножение в данной среде. Ряд поведенческих реакций у организмов носит врожденный характер (инстинкты). Они проявляются в виде активного сооружения гнезд или нор, насиживания яиц, заботы о потомстве, брачных игр, сезонных миграций и др. В течение жизни у особей появляются приобретенные адаптации (условные рефлексы). Это выбор мест для ночевки, защиты от холода или жары, объединение в стаи для успешной охоты, выбор троп к водопою и др.
Относительный характер приспособленности
Любое приспособление относительно в пространстве и во времени, так как полезно только в данной среде и в данное время. Существует целый ряд фактов, доказывающих относительный характер приспособленности.
Во-первых, при изменении условий среды или переходе в другую среду полезные приспособления могут стать бесполезными или даже вредными. Например, заяц беляк в бесснежную зиму еще более заметен для хищников. Темноокрашенные березовые пяденицы хорошо заметны для птиц на светлых стволахберез в сельской местности.
Во-вторых, ни одно защитное приспособление не обеспечивает абсолютную безопасность для их обладателей. Так, еж и мангуст могут без вреда для себя ловить ядовитых змей, имеющих предупреждающую окраску. Некоторые птицы поедают ос и пчел, несмотря на жало. Крупные хищные птицы кормятся черепахами, чье тело защищает твердый панцирь.
В-третьих, наличие нецелесообразных признаков или неоправданного поведения организмов доказывает, что не все признаки полезны. Например, у горных гусей имеются перепонки, хотя они не плавают. Зимой при наступлении теплой погоды некоторые растения могут зацветать. Холодной весной может наблюдаться прилет водоплавающих птиц еще до вскрытия водоемов.
В-четвертых, наличие у организмов рудиментов — органов, утративших свое значение и находящихся на стадии исчезновения. Это доказывает, что приспособления временны и могут исчезать. Например, у человека есть копчик, состоящий из рудиментарных хвостовых позвонков, хорошо развитых у далеких предков человека, живших на деревьях. При наземном образе жизни хвост утратил свое значение и постепенно удаляется естественным отбором.
Для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала (мутаций и их комбинаций) и движущих сил эволюции (борьбы за существование и естественного отбора). Адаптации могут быть морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие. Любое приспособление относительно в пространстве и во времени, так как полезно в данной среде и в данное время.
jbio.ru
