Примеры приспособления живых организмов. Природные и искусственные системы в среде жизни человека

Тема 1. Организм как живая система

§8. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ

Основными условиями существования организмов является наличие необходимого количества воды, света, тепла, воздуха, продуктов питания. На нашей планете они чрезвычайно разнообразны. Но нет такого участка земной поверхности, где бы не обитали живые существа. Как им удается выжить и на заснеженных вершинах гор, и в пустынях, и в глубинах океана? Для этого животные и растения имеют разнообразные приспособления. Многие из них вам хорошо известны, поэтому вспомним их.

К жизни в условиях недостаточного количества воды наземные организмы приспособились по-разному {рис. 48). Одним растениям (рис. 48, 1) помогает выживать длинный корень, который проникает на значительные глубины, добираясь даже до подпочвенных вод. Он может превышать наземную часть в 50 раз и более. Корень других растений (рис. 48, 2) разветвляется в верхних слоях почвы, чтобы впитывать побольше влаги, что появляется с кратковременными дождями. Есть растения, которые накапливают воду в мясистых листьях (рис. 48, 3) и стеблях (рис. 48, 4). Чем толще стебель и листья, тем больше влаги запасается в них, а значит, растение может дольше обходиться без воды. У некоторых растений (например, кактусов) листья превратились в колючки (рис. 48,5). Они помогают растительному организму экономно испарять воду днем и впитывать влагу с воздуха ночью.

Рис. 48. Приспособления растений к недостаточному увлажнению: 1 - длинный корень; 2 - разветвленный корень; 3 - мясистые листья; 4 - мясистый стебель; 5 - листья в виде колючек

Животные - обитатели засушливых местностей (насекомые, пауки, скорпионы, змеи) - удерживают влагу в организме с помощью особых покровов тела. Верблюд может не потреблять воду длительное время, потому что пьет ее сразу большое количество (за считанные минуты он способен выпить более 100 л воды). А еще он получает воду в результате химических реакций, происходящих с жиром, накопленным в буграх.

Как организмы приспосабливаются к разного освещения

Насколько важна роль света в жизни растений вам уже известно. Но потребность в свете у них разная. Так, береза требует света больше, чем дуб, поэтому и растет по обочинам или опушках леса. А теневынослив дуб может расти и в его гуще. Хохлатка и подснежники цветут, когда на деревьях еще нет листьев, которые бы препятствовали проникновению света. У листьев с черешками листовая пластинка изменяет свое положение относительно направления солнечных лучей (вспомните, как в 5-м классе вы наблюдали за комнатным растением). У многих растений зимой, когда световой день укорачивается, опадают листья.

Смена дня и ночи также влияет на поведение живых существ. Так, есть растения, на ночь смыкают листья (кислица) или лепестки цветков (одуванчик). Однако есть растения, которые, наоборот, раскрывают цветки именно ночью, когда вылетают ночные бабочки (матиола).

Большинство животных активны днем и отдыхают ночью, например домашние животные. А вот летучих мышей и сов светлой части суток не видно. Они спят в тайниках. Эти животные уверенно охотятся ночью.

Температура как условие существования живых организмов

В природе есть животные с постоянной температурой тела, которая не зависит от температуры среды (млекопитающие, птицы). их называют теплокровными. Приспособлением к зимним холодам у них есть густая шерсть или перья, большие запасы подкожного жира. Есть также животные, которые не имеют постоянной температуры тела (насекомые, рыбы, лягушки, ящерицы, змеи и другие). Они получили название холоднокровных животных. Температура их тела зависит от температуры окружающей среды (рис. 49).

Жаркого лета млекопитающих защищает от перегрева способность испарять воду через кожу. Так они регулируют температуру своего тела. Выделение пота у человека - тоже приспособление к регулированию температуры тела.


Рис. 49. Хладнокровные (1-3) и теплокровные (4-6) животные

Вспомните, многие животные готовятся к холодам заранее: делают запасы пищи, обустраивают норы и гнезда, выстилая их сухотрав"ям или пухом. Некоторые из них с наступлением холодов впадают в спячку (приведите примеры).

В жаркие дни большинство животных находится в убежищах (норах, зарываются в песок), а ночью, когда температура воздуха снижается, животные выходят на охоту. Как видим, такое поведение этих животных обусловлена изменением температуры.

Жизнедеятельность холоднокровных животных в значительной мере зависит от температуры внешней среды. За низкой температуры в их организме слишком медленно происходят обмен веществ и превращение энергии. Поэтому зимой они впадают в состояние оцепенения, а с наступлением весеннего тепла восстанавливают свою активность.

Растения защищают себя от перегрева, испаряя воду через устьица. А когда воды недостаточно в почве? На этот случай у растений также есть приспособления. Например, восковой налет и пушистые ворсинки на листьях или плодах, уменьшенные размеры листовых пластинок и тому подобное.

В атмосфере для дыхания наземных живых существ воздуха вполне достаточно. А вот в воде его значительно меньше. Поэтому там обитают организмы, которые смогли приспособиться к таким условиям. Что это за приспособление?

Вспомните, что рыбы дышат с помощью жабр. А как дышат млекопитающие и насекомые - обитатели водоемов? Тюлени, киты перед нырянием вдыхает большое количество воздуха. Его хватает на десятки минут пребывания под водой. При этом кислород экономно расходуется клетками организма. Жук-плавунец, хотя и живет в воде, дышит атмосферным воздухом. На кончике его брюшка имеются дыхальца. Периодически жук поднимается к поверхности и держит его над водой (рис. 50, 1). Еще интереснее приспособления для дыхания атмосферным воздухом паука серебрянки. Это животное обитает в водоемах. Под водой она строит гнездо из паутины и с помощью специальных волосков на брюшке заполняет его воздухом (рис. 50, 2).


Рис. 50. Приспособления к дыханию: 1 - жука-плавунца; 2 - паука серебрянки

Питания - условие, без которого не существуют ни растения, ни животные

Вы уже знаете, что растениям для создания органических веществ необходим углекислый газ. Он поступает в растение через устьица, размещенные с нижней стороны листьев. А как быть растениям, чьи листья лежат на поверхности воды, как кувшинка белая, кувшины желтые. их приспособления заключается в расположении устьиц на верхней стороне листовой пластинки. Этим они обеспечивают растение не только воздухом для дыхания, но и углекислым газом для питания. Неорганические вещества для питания растений поступают из почвы только в растворенном виде, поэтому следующим приспособлением растений разная форма и длина корня, способного впитывать вместе с водой эти вещества.

Есть растения, которые очень удивительно приспособились к недостатку в почве или воде определенных веществ. Они стали хищниками. Например, росянка - жительница болот, научилась охотиться на насекомых, пауков. Ворсинки ее листьев выделяют прозрачную липкую вещество.

Рис. 51. Росянка «вполювала» насекомое

Привлеченная ею насекомое вязнет в этом веществе, листок сворачивается и выделяет другие вещества, переваривают насекомое (рис. 51).

Многие птицы на зиму улетают в теплые края. Ученые связывают это с тем, что с наступлением холодов исчезает их основной корм (черви, насекомые, семена). Такое приспособление обеспечивает птицам должное питания в течение года.

Достаточно распространенным в поведении животных есть засады на добычу, объединение в стаи и стада, преодоление больших расстояний в поисках пищи.

Какие еще приспособления есть у растений и животных

Разнообразны приспособления растений, способствующих опылению. Так, насекомых-опылителей в растениях привлекает нектар. Он является их пищей. Много растений имеют цветки с яркой окраской и приятным запахом. Но есть растения, цветки которых неприятно воняют гнилым мясом. Понятно, что их опылителями являются мухи. Всем вам известны приспособления растений к распространению плодов на большие расстояния. Это и крылышки, и летучки, и крючочки, и сочная вкусная мякоть плода, и множество других (рис. 52).


Рис. 52. Приспособления плодов к распространению

У животных наблюдают разнообразные виды брачного поведения и заботы о потомстве.

а Условия существования - все то, без чего жизнь организмов невозможно.

а Основными условиями существования живых организмов является наличие воды, света, тепла, воздуха, продуктов питания.

в Растения и животные имеют различные приспособления к условиям существования. Это обеспечивает им выживание и расселение.

а Поведение живых существ является их приспособлением к условиям существования и изменений, происходящих в них.

Страница естествоиспытателя

Выполните задания. Изучите поведение животных в уголке живой природы или аквариуме. Для этого проведите наблюдения за их обитателями (наблюдать можно также за своими домашними любимцами, домашними животными, птицами, посещающими кормушку).

На основе наблюдений выясните: 1. Одинаково активны животные в течение суток? 2. Как влияет на поведение животных искусственно созданное освещение и затемнение? 3. Как вели себя животные в случае появления корма?

Попробуйте дать объяснение замеченным изменениям в поведении животных.

Страница эрудита

В лесах Украины обитают рыжие и черные муравьи. Во многом они похожи. Однако до зимних холодов эти животные приспособились по-разному. Так, рыжие муравьи задолго до наступления зимы обустраивают под муравейником на глубине более 1 м камеру для зимовки. Зимой вся семья собирается в этой камере. Для ученых до сих пор остается тайной, как муравьям удается предвидеть наступления суровой зимы и заранее устроить камеру для зимовки глубже, чем обычно.

Черные муравьи камер не строят, а остаются зимовать в муравейнике. Замерзание же их тела предотвращает вещество глицерин, который образуется еще до наступления холодов. Стоит отметить, что раствор, приготовленный из равных частей воды и глицерина, замерзает не при 0 °С, а около -40 °С.

Проверьте свои знания

1. Назовите основные условия существования живых организмов. 2. Приведите примеры различных приспособлений растений к условиям существования. 3. Какие приспособления животных к условиям существования вам известны? 4*. Некоторые птицы способны съесть за день в 20 раз больше корма, чем весят сами. Свяжите это с выражением: «Птицам не так страшен холод, как голод».

Приспособленность организмов. Живые организмы удивительно приспособлены к условиям окружающей среды. Каждый вид занимает определенное место в природе и находится в сложных и, как правило, гармоничных взаимоотношениях с условиями обитания. При рассмотрении примеров действия естественного отбора вы убедились, что все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности строения, функционирования, поведения организмов представляют собой те или иные приспособления, или адаптации (от лат. adaptatio - приспособление, прилаживание). Приспособленный организм характеризуется жизнеспособностью, конкурентоспособностью и фертильностью.

Жизнеспособным является такой организм, который нормально развивается в типичной для него среде (генотип не подвергается существенным изменениям).

Конкурентоспособным будет такой организм, который выдерживает конкуренцию с другими организмами (побеждает в борьбе за существование). Известны случаи, когда организм может быть вполне жизнеспособным, но не конкурентоспособным. Например, подобранные и выхоженные человеком дикие звери и птицы, выросшие в неволе, жизнеспособны, но не всегда могут выдерживать конкуренцию, если их выпустить на волю.

Фертилъными являются организмы, способные к нормальному размножению.

Все три компонента приспособленности составляют в совокупности исторически выработанную естественным отборном адаптивную норму реакции, т. е. являются результатом эволюции.

Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, функционирования и поведения организмов (адаптации), обеспечивающих высокий уровень приспособленности видов к окружающей среде.

Адаптации могут быть организменными, присущими каждому конкретному организму данного вида и позволяющими организму выживать в определенных условиях среды, и видовыми, направленными на существование вида как целостной системы.

Организменные адаптации. Среди организменных адаптации выделяют морфологические, физиологические, биохимические и поведенческие (этологические).

К морфологическим адаптациям относятся все средства пассивной защиты организмов, наличие которых определяет большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование. Примером средств пассивной защиты служат твердые защитные покровы у животных (хитиновый покров членистоногих, раковины моллюсков, роговые чешуи рептилий, панцирь черепах), иглы и колючки (кактус, молочай, шиповникбоярышник, еж, дикообраз), жгучие волоски (крапива, борщевик, шалфей), все типы маскировки (покровительственная окраска, мимикрия, предостерегающая окраска и др.). К морфологическим адаптациям относится также особое строение задних конечностей (рис. 4.15) и крыльев у птиц, густой меховой и перьевой покров, обтекаемая форма тела (дельфины, рыбы), наличие покровных тканей у растений, развитие механических тканей, которые обеспечивают прочность вегетативных органов растений и др.

К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиологических параметров: поддержание постоянной температуры тела, концентрации солей и сахара в крови и другие показатели. Физиологическими являются также адаптации, направленные на снижение воздействия вредного фактора. Например, рептилии и птицы, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую соленую воду, имеют специальные железы, позволяющие им быстро выводить избыток солей из организма. У животных пустынь перед наступлением засушливого сезона накапливается много жира, служащего источником энергии и воды.

Интересны приспособления, развившиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долго находиться под водой. Тюлени, например, ныряют на глубину до 600 м и находятся под водой до 40-60 мин. Обходиться без доступа воздуха в течение такого времени им позволяет наличие в мышцах большого количества сложного белка - миоглобина, который способен связывать кислорода в 10 раз больше, чем гемоглобин.

Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы. Сюда относятся строго упорядоченные процессы синтеза белков в клетках, расщепление веществ с помощью ферментов, образование глюкозы и других органических соединерий в ходе фотосинтеза и т.д.

Поведенческие (этологические) адаптации включают в себя все многообразие форм поведения, направленного на выживание организмов. Адаптивное поведение проявляется на всех стадиях онтогенеза и охватывает все стороны жизнедеятельности организмов: нахождение укрытий от неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание и запасание пищи, поиск партнеров для спаривания, брачные ритуалы, забота о потомстве (строительство гнезд, насиживание яиц, выкармливание потомства, защита его от врагов) и т.д.

Поведенческие реакции могут быть врожденными (инстинктивными) и приобретенными. Существенную роль в жизни некоторых организмов играют приобретенные в ходе онтогенеза формы поведения, основанные на условных рефлексах. Именно они обеспечивают высокий уровень выживаемости у птиц и млекопитающих.

Таким образом, организменные адаптации охватывают все многообразие признаков особей.

Видовые адаптации. К видовым адаптациям относится группа морфофизиологических и поведенческих признаков особей и особенностей организации вида, обеспечивающих размножение и существование его как целостной системы. Сюда относятся, например, соответствие в строении копулятивных органов самок и самцов, взаимные приспособления у детеныша и матери к вскармливанию молоком, сигнальные признаки, способствующие отыскиванию особей противоположного пола в брачный период. Последние могут быть звуковыми, зрительными, обонятельными.

К видовым адаптациям относятся периодические скопления особей обоих полов на нерестилищах (рыбы, земноводные), токах (птицы), где происходит отбор самок и самцов для образования потомства. Скопление особей в период размножения наблюдается и у некоторых млекопитающих (моржи, тюлени).

Видовой адаптацией является добывание пищи хищниками. Например, зимой несколько семей волков объединяются в стаи для более успешной охоты.

Еще одна видовая адаптация - временное объединение особей в группы (стада, стаи) для выживания в крайне неблагоприятных климатических условиях. Например, во время резкого похолодания пингвины сбиваются в тесную группу. Особи в ней постоянно перемещаются, что дает возможность попавшим в ее середину согреться от других.

Большую роль в существовании вида играет мутабильность - видовая адаптация, которая характеризуется определенной частотой возникновения мутаций. Мутабильность обеспечивает эволюционную пластичность вида.

Относительность приспособленности. Особи разных видов хорошо приспособлены к условиям существования. Однако любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, постоянный рост резцов у грызунов и зайцеобразных - очень важная и полезная адаптация, но лишь при питании твердой пищей. Если же крысу или зайца кормить мягкой пищей, то резцы, не стачиваясь, вырастут до таких размеров, что самостоятельное питание животных станет невозможным (рис. 4.16).

Любая структура и любая функция являются приспособлениями к условиям конкретной среды обитания. Эволюционные изменения - возникновение или исчезновение органов, усложнение организации, появление новых популяций и видов - обусловлены развитием адаптации. Логическое следствие естественного отбора - создание новых и совершенствование имеющихся адаптации. Механизм возникновения и совершенствования адаптации заключается в накоплении отбором преимущественно мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и т.п.

Вопрос 1. Приведите примеры приспособлен­ности организмов к условиям существования.

В ходе эволюции организмы приобретают различные свойства, позволяющие им более ус­пешно приспосабливаться к условиям обитания. Например, мех животных севера (песцов, медве­дей) имеет белую окраску, делая их практиче­ски незаметными на фоне снега. Насекомые, пи­тающиеся цветочным нектаром, имеют стро­ение и длину хоботка, идеально подходящие для этого. Ласты тюленей, преобразованные из лап их сухопутных предков, прекрасно приспо­соблены к передвижению в воде. Жирафы жи­вут в саванне и поедают листья деревьев на боль­шой высоте, в чем им помогает длинная шея.

Таких примеров можно привести множест­во, так как каждое живое существо обладает большим количеством признаков, приобретен­ных в процессе приспособления к конкретным условиям обитания.

Вопрос 2. Почему одни животные имеют яр­кую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, — покровительственную?

Двум типам окраски соответствуют два ва­рианта стратегии поведения. При одном из них животное стремится остаться незамеченным, пытаясь избежать встречи с хищником или подкрадываясь к жертве. Для этого использует­ся покровительственная окраска, позво­ляющая сливаться с фоном. С другой стороны, животные, которые являются опасными или ядовитыми, часто всячески это подчеркивают. Они используют яркую демаскирующую ок­раску, предостерегающую: «не ешь меня». Кроме ядовитых организмов, эту стратегию применяют мимикрирующие под них безобид­ные виды. Организмы могут иметь демаски­рующую окраску и по совершенно иной причи­не — в связи со стремлением привлечь партнера для размножения (яркая окраска многих самцов птиц, рыб, рептилий, бабочек и т. д.). В этом случае задача продолжения рода приходит в противоречие с инстинктом самосохранения, но оказывается для организма более значимой.

Вопрос 3. В чем состоит сущность мимикрии?

Сущность мимикрии (от греч. mimikos — подражательный) заключается в том, что без­обидные животные в процессе эволюции при­обретают сходство с опасными (ядовитыми) видами. Это позволяет им избегать нападения хищников. Примером служат некоторые не­ядовитые змеи: существует вид полоза, кото­рый расцветкой похож на смертельно опасного аспида и отличается от него лишь чередовани­ем полос. Кроме окраски мимикрирующие животные обладают характерным поведением: мухи-журчалки ведут себя подобно осам, ими­тируя агрессию.

Вопрос 4. Распространяется ли действие естест­венного отбора на поведение животных? Приведите примеры.

Естественный отбор влияет не только на внешние признаки организма, но и на пове­дение. Это относится, прежде всего, к врож­денным (инстинктивным) формам поведения. Такие формы очень разнообразны: способы добывания пищи, проявления страха и агрес­сии, половое поведение, родительское пове­дение и т. д. Паук плетет сеть, пчела строит со­ты, кошка в момент опасности принимает уг­рожающую позу, бурундуки делают запасы и впадают в спячку на зиму и т. д. Очень слож­ны брачные ритуалы, строгое следование ко­торым является для животных одним из пу­тей предотвращения межвидового скрещи­вания.

Вопрос 5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?

Биологическим механизмом, обеспечиваю­щим возникновение приспособительной окра­ски, является естественный отбор. В про­цессе эволюции в популяции, которая в силу разнообразия генофонда отличалась очень ши­роким спектром окраски, преимущественно выживали и оставляли потомство те особи, которые были менее заметны на фоне окру­жающей среды. В результате доля соответст­вующих генотипов постоянно росла. В даль­нейшем данный фенотип, а следовательно, и генотип закреплялся в популяции с по­мощью стабилизирующего отбора. В случае предостерегающей окраски происходили ана­логичные процессы. Например, птицы исход­но легче находят и поедают ярких насекомых. Если эти насекомые оказываются ядовитыми, то птицы быстро обучаются их не трогать и предпочитают более скромно окрашенную до­бычу. Тем самым особи с яркой окраской, ко­торую легко идентифицировать как ядовитую, сохраняются и оставляют потомство. Со време­нем данный признак закрепляется в популя­ции.

Вопрос 6. Являются ли физиологические адап­тации факторами, определяющими уровень при­способленности организма в целом?

Физиологические адаптации играют огром­ную роль в поддержании работоспособного со­стояния организма в изменяющихся условиях внешней среды. Они характеризуют приспо­собленность вида в целом, так как обеспечива­ют выполнение жизненно важных функций. Например, птицы и рептилии обладают специ­альными железами, обеспечивающими быст­рое выделение избытка солей. Верблюд спосо­бен запасать большое количество жира в своем горбу. У дельфинов и летучих мышей разви­лась способность к эхолокации. У многих змей ферменты слюнных желез преобразовались в яд. В мозге человека получили развитие зоны, связанные с движениями пальцев, речью, мышлением.

Вопрос 7. В чем сущность относительности лю­бого приспособления к условиям обитания? Приве­дите примеры .

Любая адаптация позволяет приспособить­ся к условиям окружающей среды, но только к каким-то определенным. При изменении (особенно при резком изменении) этих усло­вий адаптация может оказаться бесполезной и даже вредной. Например, белая окраска жи­вотных, рассчитанная на снежный покров, бу­дет выдавать их в случае внезапного таяния снега. Таким образом, все адаптации имеют относительную целесообразность. В особо рез­кой форме эта проблема стоит перед организ­мами, населяющими сушу, где условия могут меняться очень быстро. В океане условия ок­ружающей среды более стабильны, и мы мо­жем встретить здесь виды, не претерпевшие значительных изменений на протяжении со­тен миллионов лет (акулы, многие моллюски).

На этой странице искали:

  • приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования
  • в чём сущность мимикрии
  • почему одни животные имеют яркую демаскирующую окраску а другие наоборот
  • распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных
  • приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования на основании собственных наблюдений

Учебник соответствует базовому уровню Федерального компонента государственного стандарта общего образования по биологии и рекомендован Министерством образования и науки РФ.

Учебник адресован учащимся 10-11 классов и завершает линию Н. И. Сонина. Однако особенности изложения материала позволяют использовать его на завершающем этапе изучения биологии после учебников всех существующих линий.

Плоская форма тела придонных рыб и торпедообразное тело акул, густой шерстный покров у северных млекопитающих, гибкое тело у норных животных – это примеры морфологических адаптаций у животных. Подобные формы адаптаций существуют и в растительном царстве. В высокогорных районах и в тундре большинство растений имеют стелющиеся и подушковидные формы, которые устойчивы к сильным ветрам, зимой легко укрываются снегом и не повреждаются в сильные морозы.

Покровительственная окраска. Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов для многих видов животных. Благодаря ей животные становятся менее заметны.

Самки птиц, гнездящиеся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны яйца и птенцы у этих видов птиц, а, например, яйца аистов не имеют покровительственной окраски, потому что, как правило, недоступны для врагов (рис. 114).

Покровительственную окраску имеют многие виды насекомых, например окраска крыльев ночных бабочек полностью сливается с той поверхностью, на которой они проводят дневные часы. Неразличимы в траве зеленые кузнечики, в пустыне – песочно-желтые ящерицы, на снегу – полярные песцы. Следует отметить, что в районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности (полярные медведи, совы, белая куропатка и многие другие) (рис. 115).

У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детеныши кабана). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях (рис. 116).


Рис. 114. Покровительственная окраска позволяет птицам сливаться с ландшафтом: А – пятнистая бурая окраска малого вальдшнепа повторяет тона лесной почвы; Б – птенцы серебристой чайки в первые дни своей жизни совершенно беспомощны и могут полагаться только на свой защитный наряд



Рис. 115. Белая окраска животных Крайнего Севера: А – песец; Б – детеныш тюленя; В – полярный медведь

В зависимости от условий освещенности способны менять свою окраску хамелеоны, осьминоги и другие животные.

Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля, вряд ли будет пытаться сделать это снова.

Маскировка. Хорошим средством защиты от врагов служит не только скрывающая окраска, но и маскировка – соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. Практически неразличима в зарослях морских водорослей рыба-игла. Форма тела некоторых насекомых напоминает листья, кору, веточки или колючки растений (рис. 117).



Рис. 116. Гепарды. Пример покровительственной окраски

Мимикрия. Многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами. Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищенным и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам называют мимикрией (от греч. mimikos – подражательный). Непривлекательны для насекомоядных птиц пчелы и их подражатели – мухи-журчалки (рис. 118). Многие неядовитые змеи очень похожи на ядовитых, а узор на крыльях некоторых бабочек напоминает глаза хищников.

Биохимические адаптации. Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы. Пахучие вещества клопов, яды змей, пауков, скорпионов, токсины растений относятся к такого рода приспособлениям.



Рис. 117. Маскировка в мире насекомых

Биохимическими адаптациями также является появление особой структуры белков и липидов у организмов, обитающих при очень высоких или низких температурах. Подобные особенности позволяют этим организмам существовать в горячих источниках или, наоборот, в условиях вечной мерзлоты.

Физиологические адаптации. Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Человек не может долго обходиться без пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей.


Рис. 118. Мухи-журчалки на цветах

Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира: при его окислении образуется большое количество воды.

Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование. Затаивание или отпугивающее поведение при приближении врага, запасание корма на неблагоприятный период года, спячка животных и сезонные миграции, позволяющие пережить холодный или засушливый период, – это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции как приспособления к конкретным условиям существования (рис. 119).

Следует отметить, что многие виды адаптаций формируются параллельно. Например, защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски значительно повышается при сочетании ее с соответствующим поведением. Животные, имеющие покровительственную окраску, в минуту опасности замирают. Предостерегающая окраска, наоборот, сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.

Особую важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачное поведение, выбор партнера, образование семьи, забота о потомстве – эти типы поведения являются врожденными и видоспецифичными, т. е. у каждого вида существует своя программа полового и детско-родительского поведения (рис. 120, 121, 122).


Рис. 119. Бурундук в состоянии зимней спячки



Рис. 120. Брачный турнир самцов антилопы


Рис. 121. Брачное поведение капских олушей


Рис. 122. Забота о потомстве у пингвинов

Относительный характер адаптаций. Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны. Каждый организм имеет множество адаптаций, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определенных условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т. е. адаптации имеют относительную целесообразность. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы (рис. 123). Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведет к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60 млн лет назад с динозаврами.

Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов.


Рис. 123. Зимняя окраска зайца

Вопросы для повторения и задания

1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.

2. Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, – покровительственную?

3. В чем состоит сущность мимикрии?

4. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.

5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?

6. Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?

7. В чем сущность относительности любого приспособления к условиям обитания? Приведите примеры.

<<< Назад
Вперед >>>


 

Возможно, будет полезно почитать: