Глава 1. Вплив абіотичних факторів на живіорганізми.
У природі кожнепокоління будь-якого виду піддається відбору на виживаність і відтворення.Особини, які виживають і розмножуються, передають свої гени наступному поколінню,а гени тих, що загинули, не залишивши потомства, відсіваються з генофонду. Такимчином, генофонд кожного виду випробовує дію природного відбору.Тому майже всі ознаки організму служать виживанню і відтворенню.
Біологічнаадаптація (лат. adaptatio - пристосування) - це процес пристосуванняживих організмів, популяцій або спільнот до певних умов зовнішнього середовищав процесі еволюції, включаючи морфофізіологічні і поведінкову складові.Адаптація може забезпечувати виживання в умовах конкретного місця проживання,стійкість до впливу факторів абіотичного і біологічного характеру, атакож успіх у конкуренції з іншими видами, популяціями, особинами. Кожен видмає власну здатність до адаптації, обмежену фізіологією(Індивідуальна адаптація), межами прояви материнського ефекту імодифікацій, епігенетичні різноманітністю, внутрішньовидової мінливістю, мутаційніможливостями, коадаптаціоннимі характеристиками внутрішніх органів та іншимивидовими особливостями.
Адаптації видів в рамкаходного біоценозу найчастіше тісно пов'язані один з одним (одним з найбільшразючих прикладів міжвидової коадаптаціі є жорстка прив'язкабудови органів деяких видів квіткових рослин і комах один до одного зметою запилення і харчування). Якщо адаптаційний процес у будь-якого виду незнаходиться в рівноважному стані, то еволюціонувати може весь біоценоз(Іноді - з негативними наслідками) навіть в стабільних умовах навколишньогосередовища.
Існують наступні видиадаптації:
1. Адаптація докліматичних та інших абіотичних факторів (чиста шерсть, переліт птахів на південь,зимова сплячка у ведмедів, опадання листя, холодостійкість хвойних дерев).
2. Адаптація до добуванняїжі і води (у жирафа - довга шия, щоб їсти листя з дерев, павук плетемережу, хижаки - швидко бігають, довге коріння рослин в пустелі).
3. Адаптація, спрямованана захист від хижаків і стійкість до захворювань і паразитам (заєць - швидкийбіг, їжак - голки, заєць - забарвлення, грудочки у рослин).
4. Адаптація, яка забезпечуєпошук та залучення партнера у тварин і запилення у рослин (яскраве оперення, спів,запах, яскравий колір у квіток).
5. Адаптація до міграціяму тварин і розповсюдження насіння у рослин (переліт птахів, стада коней, крилау насіння для переносу вітром, колючки у насіння).
Виживання видузабезпечується його генетичною різноманітністю і слабкими коливаннями зовнішніхумов. Якщо генофонд дуже різноманітний, навіть при сильних змінах середовищадеякі особини зуміють вижити. При низькому різноманітності генофонду, навпаки, найменшезміна середовища може призвести до вимирання виду, оскільки генів, що дозволяютьособинам протистояти негативному впливу не знайдеться.
1. Механізми адаптаціїживих організмів до середовища проживання
Підтримка стійкогообміну речовин при коливанні умов зовнішнього середовища неможливо без спеціальнихадаптацій.
Типи адаптацій:
Пасивна адаптація - (попринципом толерантності або витривалості) - підпорядкування погіршення зовнішніх умов,життєдіяльність сповільнюється або припиняється, але зберігається здатністьвідновити екологічну потенцію при поверненні сприятливих умов.Пасивна адаптація властива рослинам і нижчим тваринам, цепойкилоосмотічеських або пойкілотермние тварини.
Активна адаптація - (попринципом резистентності або стійкості) - при зміні зовнішніх умоввнутрішня середа живих організмів залишається постійною-підтримується гомеостазвнутрішнього середовища. Активна адаптація властива ссавцям, птахам, цегомойоосмотіческіе або гомойотермних тварин.
Механізми адаптації:
- морфологічна(Структурна організація організму у відповідь на зовнішнє
вплив);
- фізіологічнаадаптація (функціональний відповідь);
- етологічні адаптації(Пристосувальні форми поведінки).
Приклади адаптації:
1) різні адаптації привирішенні однієї екологічної задачі: термоізоляція у ведмедів і у песців -густе хутро, у китів - підшкірний жир.
2) Пасивний захист:висока плодючість; покровительственная (пігментація метеликів березовогоп'ядунів на закопчених деревах) або отпугивающая забарвлення, мімікрія (схожістьбеззахисного і їстівного виду з представниками неїстівного виду); твердіпокриви - захисні утворення типу панцирів;
3) Складна адаптація:
- комахоїдні рослини:росичка, венерина мухоловка;
- розвиток ока якоргана зору: в одноклітинних - світлочутлива пляма з пігментом; упланарії - чашоподібні поглиблення з родопсином; у членистоногих - фасеточніочі; у кальмарів, восьминогів - очний міхур з рідиною і рухливим кришталиком- Лінзою (як у людини).
Шляхи походженняадаптацій.
1) предадаптація -наявність структур, які можливо розширити.
Мутації і схрещуванняпризводять до накопичення прихованого резерву спадкової мінливості. Нерідковикористовуються колишні особливості організму, що виникли в інших умовах. Наприклад,наявність шва в черепі ссавців полегшує пологи.
Біологічнадоцільність:
Бактерії, стійкі доантибіотиків, не з'являються в результаті еволюції. Серед звичайнихмікроорганізмів спочатку присутні організми, генетично стійкі доантибіотиків. У комах є форми, стійкі до отрути. У людей: деякістійкі до радіації. На Півночі: серед приїжджих є люди, краще переносятьнесприятливі умови. У них є подібні з корінним населенням гени.
2) комбінатівная шлях -взаємодія нових мутацій один з одним і з генотипом в цілому. При цьомуможе бути посилення (компліментація) або придушення (епістаз) його вираження вфенотипі.
3) Постадаптівний шлях -нові адаптації виникають допомогою використання раніше існуючихструктур у разі зміни їх функцій.
Напрямок еволюціїживих організмів (розроблена акад. А.Н.Северцовим):
1. Аллогенез - розвитокгрупи всередині однієї адаптивної зони з виникненням близьких форм, що розрізняютьсяадаптаціями одного масштабу. Аллогенез може бути на рівні роду, сімейства, загони.При аллогенеза розвивається спеціалізація до певних умов всерединіадаптивної зони. Ідіоадаптація - пристосування до спеціальних умов середовища, кориснев боротьбі за існування, але не змінює рівень організації. Наприклад:колючки у кактуса. Аллогенез в загоні комахоїдних: земні форми - їжак, підземні- Кріт, земноводні - хохуля.
2. Арогенез - розвитокгрупи з істотним розширенням адаптивної зони і з виходом в іншіприродні зони в результаті придбання великих, раніше відсутніхпристосувань. Ароморфоз - ускладнення організації будови і функції, що маєзагальне значення для організму. Наприклад, виникнення птахів. Тріасові динозавриВ® птиці (крило, чотирикамерне серце, порожнисті кістки). Або - вищі рослини(Провідна судинна система, епідерми, продихи, семязачаток). Внутрішнійскелет хребетних, зовнішній - членистоногих. Гемоглобін.
Еволюція може йти нетільки в бік ускладнення, прогресу, але і дегенерації - регресу. Наприклад, паразити.Спосіб життя призводить до втрати деяких органів, структур.
2. Вплив температури наживі організми
Температура в біосферіколивається від +50 В° С до - 50 В° С.
Види, які віддають перевагухолод, відносяться до екологічної групи кріофілов. Вони можуть зберігатиактивність при температурі до - 8, - 10 В° С. Це бактерії, гриби, хробаки, молюски,риби та інші, що живуть в арктичних і антарктичних областях. Види, що живуть вобласті високих температур, відносяться до групи Термофіли. Це мікроорганізми, нематоди,кліщі, личинки комах, що живуть в аридних областях, в гарячих джерелах, насхилах вулканів.
За правилом Вант-Гоффапідвищення температури веде до пропорційного зростання швидкості реакціїдля всіх хімічних реакцій. Але в живих організмах хімічні процеси йдуть зучастю ф...
