Учебник Биология - ВУНМЦ 2000

Глава 6. БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

6.1. ЭКОЛОГИЯ

6.1.2. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ

В природе организмы способны приспосабливаться к условиям среды и изменять их в процессе жизнедеятельности. Приспособление организма к постоянно изменяющейся среде называют адаптацией (позднелат. "адаптация" - приспособление). Адаптивные реакции организмов на влияние факторов среды вырабатываются в процессе естественного отбора (рис. 280). Они позволяют выживать и оставлять потомство. Каждый организм способен реагировать на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией, использовать ее факторы для своего развития и существования. Например, при подъеме альпинистов в гору на высоту 4 тыс. метров увеличивается количество эритроцитов почти вдвое в 1 мм³, чтобы компенсировать недостаток кислорода в организме. Экологические возможности организма зависят от нормы реакции по отношению к каждому фактору среды.

Рис. 280. Примеры адаптации. Каждый вид можно считать комплексом адаптации, позволяющих особям (1) переносить действие абиотических факторов; (2) добывать пищу и воду (животные) или же биогены, воду и энергию (растения); (3) избегать встречи с врагами или защищаться от них; (4) находить и привлекать половых партнеров и спариваться с ними (животные) или же опылять цветки и давать семена или споры (растения); (5) мигрировать или распространять семена и споры. Эти функции могут выполнять самые различные структуры.

Способность к адаптации - одно из основных свойств живого. При пассивной адаптации происходит снижение активности обмена веществ и подчинение жизненных функций изменению факторов среды. Например, при длительной засухе в пустыне один из наземных моллюсков (хеликс дезерторум) может находиться в состоянии покоя до 5 лет и "оживать" после выпадения дождя. При засухе понижается уровень метаболизма у сусликов, песчанок, и они впадают в летнюю спячку. При недостатке воды сильно понижается обмен веществ у лишайников и напочвенных водорослей.

Есть виды, "избегающие" неблагоприятных воздействий. Например, у растений - эфемеров в песчаной пустыне развитие полностью заканчивается в короткий, но достаточно теплый и дождливый период. В жаркое, сухое летнее время и зимой у них сохраняются только семена, приспособленные к перенесению неблагоприятных условий. Животные с хорошо развитой локомоторной способностью избегают крайне неблагоприятных условий, перемещаясь в другие районы. Поведенческая реакция - одна из форм приспособления организма к постоянно меняющимся условиям (адаптивное поведение). Формы поведения разнообразны. Например, тропизмы (от греч. "тропос" - поворот) свойственны растениям, их отдельным органам. Движение и поворот органов обеспечивается гормонами. В жаркий день листья некоторых растений могут поворачиваться к падающим лучам солнца "ребром", например, как это происходит у дикого салата (отрицательный гелиотропизм). Такая ориентация пластинок защищает организм от чрезмерной потери воды и перегрева.

Напротив, к солнцу поворачиваются соцветия подсолнечника (положительный гелиотропизм). Холоднокровные животные (пой - килотермные, или экзотермные), изменяя поведение, регулируют температуру своего тела. Многие рептилии, чередуя пребывание в норах с выходом наружу, способны поддерживать температуру тела на более или менее постоянном уровне. Предполагают, что в контроле температуры тела у них участвует "теменной глаз". Опыты по его изоляции (удалению, заклеиванию) приводили к тому, что животное, в частности, игуана колючая, беззаботно сидела под палящими лучами солнца до теплового удара.

При изменении морфологических и физиологических свойств организма значительно повышаются его адаптивные качества. У теплокровных животных (гомойотермных, или эндотермных) регуляция температуры тела осуществляется внутренними механизмами.

В специфических условиях существования возможно появление приспособительных признаков. Например, у китов подкожный жировой слой достигает в толщину 50 см и более и защищает животное от воздействия низких температур, сохраняя тепло. Жир понижает массу тела, что важно для обитателя морских и океанических просторов. Такие же приспособления свойственны ластоногим.

Животные, обитающие в условиях недостатка воды, приспособились к длительному существованию без нее и пьют изредка, например, африканский дикий осел, многие членистоногие Сахары. Одногорбый верблюд "запасает" воду в тканях тела и постепенно ее расходует. Африканский шипохвост из пресмыкающихся, калифорнийская кенгуровая крыса, многие насекомые пустыни удовлетворяют потребность в жидкости за счет растительной пищи. Все животные, обитающие в пустыне, приспособились к минимальному выделению воды с мочой. У некоторых растений из семейства бобовых в Северной Америке корневая система простирается вглубь почвы до 30 м. У других растений происходит сокращение транспирирующей поверхности листьев, образование на них мощной кутикулы, сильное опущение побегов - все это признаки, "выработанные" в условиях повышенной сухости, яркого солнечного освещения, сильного ветра, высокой температуры воздуха. Есть виды растений, по - иному приспособившиеся к засушливому климату. Они запасают влагу и экономно расходуют ее (суккулентные растения - кактусы, алоэ, молочай).