De viktigste måtene og formene for tilpasning av levende organismer til miljøforhold. Fotoperiodisme

Identifisering av begrensende faktorer er av stor betydning praktisk betydning. Primært for dyrking av avlinger: påføring av nødvendig gjødsel, kalking av jord, landgjenvinning, etc. lar deg øke produktiviteten, øke jordens fruktbarhet og forbedre eksistensen av kultiverte planter.

Hva betyr prefiksene «evry» og «steno» i artens navn? Gi eksempler på eurybionter og stenobionter.

Bredt spekter av artstoleranse i forhold til abiotiske miljøfaktorer, er de utpekt ved å legge prefikset til navnet på faktoren "hver eneste. Manglende evne til å tolerere betydelige svingninger i faktorer eller en lav grense for utholdenhet er preget av prefikset "stheno", for eksempel stenotermiske dyr. Mindre endringer temperaturer har liten effekt på euryterme organismer og kan være katastrofale for stenotermiske. Visning tilpasset lave temperaturer, er kryofil(fra det greske krios - kaldt), og til høye temperaturer - termofile. Lignende mønstre gjelder for andre faktorer. Planter kan være hydrofil, dvs. krevende på vann og xerofile(tørr-tolerant).

I forhold til innhold salter i habitatet skiller de eurygals og stenogals (fra det greske gals - salt), til belysning – euryfoter og stenofoter, ift til surheten i miljøet– euryioniske og stenoioniske arter.

Siden eurybiontisme gjør det mulig å kolonisere en rekke habitater, og stenobiontisme kraftig innsnevrer utvalget av steder som passer for arten, kalles disse 2 gruppene ofte eury – og stenobionter. Mange landdyr som lever under forhold kontinentalt klima, er i stand til å motstå betydelige svingninger i temperatur, fuktighet og solstråling.

Stenobionter inkluderer- orkideer, ørret, hasselryper fra Fjernøsten, dyphavsfisk).

Dyr som er stenobiont i forhold til flere faktorer samtidig kalles stenobionter i vid forstand av ordet ( fisk som lever i fjellelver og bekker som ikke tåler for høye temperaturer og lave oksygennivåer, innbyggere i de fuktige tropene, ikke tilpasset lave temperaturer og lav luftfuktighet).

Eurybionts inkluderer Coloradopotetbille, mus, rotter, ulver, kakerlakker, siv, hvetegress.

Tilpasning av levende organismer til miljøfaktorer. Typer tilpasning.

Tilpasning ( fra lat. tilpasning - tilpasning ) – dette er en evolusjonær tilpasning av miljøorganismer, uttrykt i endringer i deres ytre og indre egenskaper.

Individer som av en eller annen grunn har mistet evnen til å tilpasse seg under forhold med regimeendringer miljøfaktorer, er dømt til eliminering, dvs. til utryddelse.

Typer tilpasning: morfologisk, fysiologisk og atferdsmessig tilpasning.

Morfologi er studiet av de ytre formene til organismer og deres deler.

1.Morfologisk tilpasning- dette er en tilpasning manifestert i tilpasning til rask svømming hos vannlevende dyr, til overlevelse under forhold med høye temperaturer og mangel på fuktighet - i kaktus og andre sukkulenter.

2.Fysiologiske tilpasninger ligger i særegenhetene til det enzymatiske settet inn fordøyelseskanalen dyr, bestemt av sammensetningen av maten. For eksempel er innbyggere i tørre ørkener i stand til å dekke sine fuktighetsbehov gjennom biokjemisk oksidasjon av fett.

3.Atferdsmessige (etologiske) tilpasninger vises i en rekke forskjellige former. For eksempel finnes det former for adaptiv atferd hos dyr som har som mål å sikre optimal varmeveksling med omgivelsene. Adaptiv oppførsel kan manifestere seg i opprettelsen av tilfluktsrom, bevegelser i retning av mer gunstige, foretrukket temperaturforhold, velge steder med optimal luftfuktighet eller belysning. Mange virvelløse dyr er preget av en selektiv holdning til lys, manifestert i tilnærminger eller avstander fra kilden (drosjer). Daglige og sesongmessige bevegelser av pattedyr og fugler er kjent, inkludert migrasjoner og flukter, samt interkontinentale bevegelser av fisk.

Adaptiv atferd kan manifestere seg i rovdyr under jakten (sporing og forfølgelse av byttedyr) og i deres ofre (gjemmer seg, forvirrer stien). Dyrenes oppførsel i parringssesongen og under fôring av avkom er ekstremt spesifikk.

Det er to typer tilpasning til eksterne faktorer. Passiv måte å tilpasse seg på– denne tilpasningen i henhold til type toleranse (toleranse, utholdenhet) består i fremveksten av en viss grad av motstand mot en gitt faktor, evnen til å opprettholde funksjoner når styrken av dens påvirkning endres.. Denne typen tilpasning dannes som en karakteristisk artsegenskap og realiseres på cellevevsnivå. Den andre typen enhet er aktiv. I dette tilfellet kompenserer kroppen ved hjelp av spesifikke adaptive mekanismer for endringer forårsaket av påvirkningsfaktoren på en slik måte at det indre miljøet forblir relativt konstant. Aktive tilpasninger er tilpasninger av den resistente typen (motstand) som opprettholder homeostasen til det indre miljøet i kroppen. Et eksempel på en tolerant type tilpasning er poikilosmotiske dyr, et eksempel på en resistent type er homoyosmotiske dyr. .

Definer populasjon. Nevn hovedgruppekarakteristikkene til befolkningen. Gi eksempler på populasjoner. Voksende, stabile og døende befolkninger.

Befolkning- en gruppe individer av samme art som samhandler med hverandre og bor sammen felles territorium. Hovedkarakteristikkene til befolkningen er som følger:

1. Nummer - total mengde individer i et bestemt område.

2. Befolkningstetthet - gjennomsnittlig antall individer per arealenhet eller volum.

3. Fertilitet - antall nye individer som dukker opp per tidsenhet som følge av reproduksjon.

4. Dødelighet - antall døde individer i en populasjon per tidsenhet.

5. Befolkningsvekst er forskjellen mellom fødsels- og dødsrater.

6. Veksthastighet - gjennomsnittlig økning per tidsenhet.

Befolkningen er preget spesifikk organisasjon, fordeling av individer over territoriet, forholdet mellom grupper etter kjønn, alder, atferdsegenskaper. Det er dannet, på den ene siden, på grunnlag av generelle biologiske egenskaper arter, og på den annen side under påvirkning av abiotiske miljøfaktorer og populasjonen av andre arter.

Befolkningsstrukturen er ustabil. Veksten og utviklingen av organismer, fødselen av nye, død av forskjellige årsaker, endringer i miljøforhold, en økning eller reduksjon i antall fiender - alt dette fører til endringer i forskjellige forhold i befolkningen.

Økende eller voksende befolkning– dette er en populasjon der unge individer dominerer, en slik populasjon vokser i antall eller blir introdusert i økosystemet (for eksempel land i den tredje verden); Oftere overstiger fødselsraten dødsraten og befolkningen vokser i en slik grad at det kan oppstå et utbrudd massereproduksjon. Dette gjelder spesielt for små dyr.

Med en balansert intensitet av fruktbarhet og dødelighet, en stabil befolkning. I en slik populasjon blir dødeligheten kompensert av vekst, og dens antall, samt rekkevidde, holdes på samme nivå . Stabil befolkning – er en populasjon der antall individer ulike aldre varierer jevnt og har karakter av normalfordeling (som eksempel kan vi nevne befolkningen i vesteuropeiske land).

Synkende (døende) befolkning er en befolkning der dødeligheten overstiger fødselsraten . En synkende eller døende befolkning er en befolkning der eldre individer dominerer. Et eksempel er Russland på 90-tallet av det 20. århundre.

Imidlertid kan den heller ikke krympe i det uendelige.. På et visst befolkningsnivå begynner dødeligheten å falle og fruktbarheten begynner å øke . Til syvende og sist har den synkende befolkningen nådd noen minimum antall, blir til det motsatte - en voksende befolkning. Fødselsraten i en slik befolkning øker gradvis og utjevner på et visst tidspunkt dødeligheten, det vil si at befolkningen blir stabil i en kort periode. I synkende bestander dominerer gamle individer, som ikke lenger er i stand til å reprodusere seg intensivt. Denne aldersstrukturen indikerer ugunstige forhold.

Økologisk nisje av en organisme, konsepter og definisjoner. Habitat. Gjensidig ordning av økologiske nisjer. Menneskelig økologisk nisje.

Enhver type dyr, plante eller mikrobe er normalt i stand til å leve, fø og reprodusere seg bare på det stedet der evolusjonen har "foreskrevet" det i mange årtusener, og starter med forfedrene. For å betegne dette fenomenet, lånte biologer begrep fra arkitektur - ordet "nisje" og de begynte å si at hver type levende organisme opptar sin egen økologiske nisje i naturen, unik for den.

Økologisk nisje av en organisme- dette er totalen av alle kravene til miljøforhold (sammensetningen og regimene til miljøfaktorer) og stedet hvor disse kravene er oppfylt, eller hele settet av biologiske egenskaper Og fysiske parametere miljø som bestemmer eksistensbetingelsene til en bestemt art, dens transformasjon av energi, utveksling av informasjon med miljøet og sin egen art.

Konseptet med økologisk nisje brukes vanligvis når man bruker forholdet til økologisk like arter som tilhører samme trofiske nivå. Begrepet "økologisk nisje" ble foreslått av J. Grinnell i 1917å karakterisere den romlige utbredelsen av arter, det vil si at den økologiske nisjen ble definert som et begrep nært habitatet. C. Elton definert en økologisk nisje som posisjonen til en art i et samfunn, og understreker den spesielle betydningen av trofiske relasjoner. En nisje kan tenkes som en del av et imaginært flerdimensjonalt rom (hypervolum), hvis individuelle dimensjoner tilsvarer de faktorene som er nødvendige for arten. Jo mer parameteren varierer, dvs. En arts tilpasningsevne til en viss miljøfaktor, jo bredere er dens nisje. En nisje kan også øke ved svekket konkurranse.

Habitat for arten- dette er det fysiske rommet som okkuperes av en art, organisme, samfunn, det bestemmes av helheten av abiotiske og biotisk miljø, som gir hele utviklingssyklusen til individer av en art.

Artens habitat kan betegnes som "romlig nisje".

Den funksjonelle posisjonen i samfunnet, i banene for å behandle materie og energi under ernæring kalles trofisk nisje.

Figurativt sett, hvis et habitat så å si er adressen til organismer av en gitt art, så er en trofisk nisje et yrke, rollen til en organisme i dens habitat.

Kombinasjonen av disse og andre parametere kalles vanligvis en økologisk nisje.

Økologisk nisje(fra den franske nisjen - en fordypning i veggen) - dette stedet okkupert av en biologisk art i biosfæren inkluderer ikke bare dens plassering i rommet, men også dens plass i trofiske og andre interaksjoner i samfunnet, som om "profesjonen" av arten.

Grunnleggende økologisk nisje(potensial) er en økologisk nisje der en art kan eksistere i fravær av konkurranse fra andre arter.

Økologisk nisje realisert (ekte) –økologisk nisje, en del av den grunnleggende (potensielle) nisjen som en art kan forsvare i konkurranse med andre arter.

Basert på den relative plasseringen er nisjene til de to artene delt inn i tre typer: ikke-tilstøtende økologiske nisjer; nisjer som berører, men ikke overlapper; rørende og overlappende nisjer.

Mennesket er en av representantene for dyreriket, biologiske arter klasse av pattedyr. Til tross for at den har mange spesifikke egenskaper(intelligens, artikulere tale, arbeidsaktivitet, biososialitet, etc.), har den ikke mistet sin biologiske essens og alle økologiens lover er gyldige for den i samme grad som for andre levende organismer. Mannen har hans egen, bare iboende for ham, økologisk nisje. Plassen der en persons nisje er lokalisert er svært begrenset. Som en biologisk art kan mennesker bare leve på land ekvatorialbelte(tropene, subtropene), hvor hominidfamilien oppsto.

Formuler Gauses grunnleggende lov. Hva er en "livsform"? Hvilke økologiske (eller livs-) former skiller seg ut blant innbyggerne i vannmiljøet?

Både i plante- og dyreverdenen er interspesifikk og intraspesifikk konkurranse svært utbredt. Det er en grunnleggende forskjell mellom dem.

Gauses regel (eller til og med lov): to arter kan ikke samtidig okkupere den samme økologiske nisje og derfor nødvendigvis fortrenge hverandre.

I et av forsøkene avlet Gause to typer ciliater – Paramecium caudatum og Paramecium aurelia. De fikk regelmessig som mat en type bakterier som ikke formerer seg i nærvær av paramecium. Hvis hver type ciliater ble dyrket separat, vokste deres populasjoner i henhold til en typisk sigmoidkurve (a). I dette tilfellet ble antallet paramecia bestemt av mengden mat. Men da de eksisterte sammen, begynte paramecia å konkurrere og P. aurelia erstattet konkurrenten fullstendig (b).

Ris. Konkurranse mellom to nært beslektede arter av ciliater som okkuperer en felles økologisk nisje. a – Paramecium caudatum; b – P. aurelia. 1. – i én kultur; 2. – i en blandingskultur

Når ciliater ble dyrket sammen, var det etter en tid bare én art igjen. Samtidig angrep ikke ciliatene individer av en annen type og ga ikke ut skadelige stoffer. Forklaringen er at arten som ble studert hadde ulik vekst. Den raskest reproduserende arten vant konkurransen om mat.

Ved avl P. caudatum og P. bursaria ingen slik forskyvning skjedde; begge artene var i likevekt, med sistnevnte konsentrert på bunnen og veggene av fartøyet, og førstnevnte i ledig plass, dvs. i en annen økologisk nisje. Eksperimenter med andre typer ciliater har vist mønsteret av forhold mellom byttedyr og rovdyr.

Gauseuxs prinsipp kalles prinsippet unntakskonkurranser. Dette prinsippet fører enten til økologisk separasjon av nært beslektede arter eller til en reduksjon i deres tetthet der de er i stand til å sameksistere. Som følge av konkurranse blir en av artene fortrengt. Gauses prinsipp spiller en enorm rolle i utviklingen av nisjebegrepet, og tvinger også økologer til å lete etter svar på en rekke spørsmål: Hvordan sameksisterer like arter? Hvordan kan konkurranseutstenging unngås?

Artens livsform - dette er et historisk etablert kompleks av dets biologiske, fysiologiske og morfologiske egenskaper, som bestemmer en viss reaksjon på eksponering miljø.

Blant innbyggerne i vannmiljøet (hydrobionter) skiller klassifiseringen følgende livsformer.

1.Neuston(fra gresk neuston - svømmedyktig) – en kombinasjon av marine og fersk vannlevende organismer som bor nær vannoverflaten , for eksempel mygglarver, mange protozoer, vannstrider, og blant planter, den velkjente andemat.

2. Bor nærmere vannoverflaten plankton.

Plankton(fra gresk planktos - svevende) - flytende organismer som er i stand til å gjøre vertikale og horisontale bevegelser hovedsakelig i samsvar med bevegelse vannmasser. Marker planteplankton- fotosyntetiske frittflytende alger og dyreplankton- små krepsdyr, larver av bløtdyr og fisk, maneter, småfisk.

3.Nekton(fra gresk nektos - flytende) - frittflytende organismer som er i stand til uavhengig vertikal og horisontal bevegelse. Nekton lever i vannsøylen - disse er fisk, i hav og hav, amfibier, store vannlevende insekter, krepsdyr, også krypdyr (sjøslanger og skilpadder) og pattedyr: hvaler (delfiner og hvaler) og pinnipeds (sel).

4. Periphyton(fra den greske peri - rundt, om, phyton - plante) - dyr og planter festet til stilkene til høyere planter og stiger over bunnen (bløtdyr, hjuldyr, mosdyr, hydra, etc.).

5. Benthos ( fra gresk benthos - dybde, bunn) - bunnorganismer som fører en knyttet eller fri livsstil, inkludert de som lever i tykkelsen av bunnsedimentet. Disse er hovedsakelig bløtdyr, noen lavere planter, krypende insektlarver og ormer. Bunnlaget er bebodd av organismer som hovedsakelig lever av råtnende rusk.

Hva er biocenose, biogeocenose, agrocenose? Struktur av biogeocenose. Hvem er grunnleggeren av læren om biocenose? Eksempler på biogeocenoser.

Biocenose(fra det greske koinos - vanlig bios - liv) er et samfunn av samvirkende levende organismer, bestående av planter (fytocenose), dyr (zoocenose), mikroorganismer (mikrobocenose), tilpasset til å leve sammen i et gitt territorium.

Konseptet "biocenose" - betinget, siden organismer ikke kan leve utenfor miljøet, men det er praktisk å bruke i prosessen med å studere økologiske forbindelser mellom organismer Avhengig av området, holdningen til menneskelig aktivitet, grad av metning, fullstendighet, etc. skille biocenoser av land, vann, naturlig og menneskeskapt, mettet og umettet, komplett og ufullstendig.

Biocenoser, som populasjoner - dette er et supraorganismalt nivå av livsorganisering, men av høyere rang.

Størrelsen på biokenotiske grupper er forskjellige- dette er store samfunn av lavputer på trestammer eller en råtnende stubbe, men de er også bestanden av stepper, skoger, ørkener osv.

Et fellesskap av organismer kalles en biocenose, og vitenskapen som studerer fellesskapet av organismer - biosenologi.

V.N. Sukachev begrepet ble foreslått (og generelt akseptert) for å betegne samfunn biogeocenose(fra gresk bios – liv, geo – jord, cenosis – fellesskap) - er en samling av organismer og naturfenomener, karakteristisk for et gitt geografisk område.

Strukturen til biogeocenose inkluderer to komponenter biotisk – samfunn av levende plante- og dyreorganismer (biocenose) – og abiotisk – et sett av livløse miljøfaktorer (økotop eller biotop).

Rom med mer eller mindre homogene forhold, som opptar en biocenose, kalles en biotop (topis - sted) eller økotop.

Ecotop inkluderer to hovedkomponenter: klimatopp- klima i alle dets forskjellige manifestasjoner og edaphotope(fra gresk edaphos - jord) - jord, lettelse, vann.

Biogeocenose= biocenose (fytocenose+zoocenose+mikrobocenose)+biotop (klimatop+edafotope).

Biogeocenoser – dette er naturlige formasjoner (de inneholder elementet "geo" - Jorden ) .

Eksempler biogeocenoser det kan være en dam, eng, blandingsskog eller enartet skog. På nivået av biogeocenose forekommer alle prosesser for transformasjon av energi og materie i biosfæren.

Agrocenose(fra latin agraris og gresk koikos - generelt) - et samfunn av organismer skapt av mennesket og kunstig vedlikeholdt av ham med økt utbytte (produktivitet) av en eller flere utvalgte arter av planter eller dyr.

Agrocenose skiller seg fra biogeocenose hovedkomponenter. Det kan ikke eksistere uten menneskelig støtte, siden det er et kunstig skapt biotisk samfunn.

Konseptet "økosystem". Tre prinsipper for økosystemfunksjon.

Økologisk system- et av de viktigste begrepene innen økologi, forkortet til økosystem.

Økosystem(fra det greske oikos - bolig og system) er ethvert samfunn av levende vesener sammen med deres habitat, koblet innvendig komplekst system relasjoner.

Økosystem - Dette er supraorganismale assosiasjoner, inkludert organismer og det livløse (inerte) miljøet som samhandler, uten hvilke det er umulig å opprettholde liv på planeten vår. Dette er et samfunn av plante- og dyreorganismer og uorganisk miljø.

Basert på samspillet mellom levende organismer som danner et økosystem med hverandre og deres habitat, skilles gjensidig avhengige aggregater ut i ethvert økosystem biotiske(levende organismer) og abiotisk(skrå eller livløs natur) komponenter, så vel som miljøfaktorer (som solstråling, fuktighet og temperatur, atmosfærisk trykk), antropogene faktorer og andre.

Til de abiotiske komponentene i økosystemene inkludere Ikke organisk materiale- karbon, nitrogen, vann, atmosfærisk karbondioksid, mineraler, organiske stoffer som hovedsakelig finnes i jorda: proteiner, karbohydrater, fett, humusstoffer, etc., som kom inn i jorda etter at organismer døde.

Til de biotiske komponentene i økosystemet inkluderer produsenter, autotrofer (planter, kjemosyntetika), forbrukere (dyr) og detritivorer, nedbrytere (dyr, bakterier, sopp).

Kazan fysiologiske skole. F.V. Ovsyannikov, N.O. Kovalevsky, N.A. Mislavsky, A.V. Kibyakov

Å overleve under ugunstige forhold klimatiske forhold planter, dyr og fugler har noen egenskaper. Disse funksjonene kalles "fysiologiske tilpasninger", eksempler på disse kan sees i nesten alle arter av pattedyr, inkludert mennesker.

Hvorfor er fysiologisk tilpasning nødvendig?

Leveforholdene i enkelte deler av planeten er ikke helt komfortable, men de eksisterer likevel ulike representanter dyreliv. Det er flere grunner til at disse dyrene ikke forlot det ugunstige miljøet.

For det første kan klimatiske forhold ha endret seg når en bestemt art allerede fantes i et gitt område. Noen dyr er ikke tilpasset migrasjon. Det er også mulig at territorielle trekk ikke tillater migrasjon (øyer, fjellplatåer osv.). For en viss art er endrede habitatforhold fortsatt mer egnet enn noe annet sted. Og fysiologisk tilpasning er det beste alternativet for å løse problemet.

Hva mener du med tilpasning?

Fysiologisk tilpasning er harmonien mellom organismer med et spesifikt habitat. For eksempel skyldes det komfortable oppholdet til innbyggerne i ørkenen deres tilpasning til høye temperaturer og mangel på tilgang til vann. Tilpasning er utseendet til visse egenskaper i organismer som lar dem komme overens med noen elementer i miljøet. De oppstår under prosessen med visse mutasjoner i kroppen. Fysiologiske tilpasninger, som eksempler er velkjente i verden, er for eksempel evnen til ekkolokalisering hos noen dyr (flaggermus, delfiner, ugler). Denne evnen hjelper dem med å navigere i et rom med begrenset belysning (i mørket, i vann).

Fysiologisk tilpasning er et sett med reaksjoner fra kroppen til visse patogene faktorer i miljøet. Det gir organismer større sannsynlighet for å overleve og er en av metodene for naturlig seleksjon for sterke og motstandsdyktige organismer i en populasjon.

Typer fysiologisk tilpasning

Tilpasning av organismen skilles mellom genotypisk og fenotypisk. Genotypisk er basert på betingelsene for naturlig utvalg og mutasjoner som førte til endringer i organismer av en hel art eller populasjon. Det var i ferd med denne typen tilpasning at moderne arter av dyr, fugler og mennesker ble dannet. Den genotypiske formen for tilpasning er arvelig.

Den fenotypiske formen for tilpasning skyldes individuelle endringer i en bestemt organisme for et komfortabelt opphold under visse klimatiske forhold. Det kan også utvikle seg på grunn av konstant eksponering for et aggressivt miljø. Som et resultat får kroppen motstand mot forholdene.

Komplekse og krysstilpasninger

Komplekse tilpasninger forekommer under visse klimatiske forhold. For eksempel blir kroppen vant til lave temperaturer under et lengre opphold i nordområdene. Denne formen for tilpasning utvikler seg hos hver person når han flytter til en annen klimasone. Avhengig av egenskapene til en bestemt organisme og dens helse, foregår denne formen for tilpasning på forskjellige måter.

Kryssadaptasjon er en form for tilvenning av organismen der utviklingen av resistens mot én faktor øker motstanden mot alle faktorer i denne gruppen. En persons fysiologiske tilpasning til stress øker motstanden mot noen andre faktorer, for eksempel kulde.

Basert på positive krysstilpasninger er det utviklet et sett med tiltak for å styrke hjertemuskelen og forebygge hjerteinfarkt. Under naturlige forhold, de menneskene som oftest i livet møtt stressende situasjoner, er mindre utsatt for konsekvensene av hjerteinfarkt enn de som førte en rolig livsstil.

Typer adaptive reaksjoner

Det er to typer adaptive reaksjoner av kroppen. Den første typen kalles "passive tilpasninger". Disse reaksjonene finner sted på cellenivå. De karakteriserer dannelsen av graden av motstand av organismen til effektene av negativ faktor miljø. For eksempel en endring i atmosfærisk trykk. Passiv tilpasning lar deg opprettholde kroppens normale funksjonalitet med små svingninger i atmosfærisk trykk.

De mest kjente fysiologiske tilpasningene hos dyr av den passive typen er de beskyttende reaksjonene til en levende organisme på effekten av kulde. Dvale, der livsprosesser bremses ned, er iboende i noen arter av planter og dyr.

Den andre typen adaptive reaksjoner kalles aktive og involverer kroppens beskyttelsestiltak når den utsettes for patogene faktorer. I dette tilfellet forblir det indre miljøet i kroppen konstant. Denne typen tilpasning er karakteristisk for høyt utviklede pattedyr og mennesker.

Eksempler på fysiologiske tilpasninger

Fysiologisk tilpasning av en person manifesteres i alle situasjoner som ikke er standard for hans miljø og livsstil. Akklimatisering er det mest kjente eksemplet på tilpasning. Til forskjellige organismer denne prosessen skjer med forskjellige hastigheter. Noen trenger noen dager på å venne seg til nye forhold, for mange vil det ta måneder. Tilpasningshastigheten avhenger også av graden av forskjell fra det vanlige habitatet.

I fiendtlige miljøer har mange pattedyr og fugler et karakteristisk sett med kroppsresponser som utgjør deres fysiologiske tilpasninger. Eksempler (hos dyr) kan observeres i nesten alle klimatisk sone. For eksempel akkumulerer ørkenbeboere reserver av subkutant fett, som oksiderer og danner vann. Denne prosessen observeres før begynnelsen av en periode med tørke.

Fysiologisk tilpasning hos planter finner også sted. Men den er passiv av natur. Et eksempel på en slik tilpasning er bladfelling av trær når den kalde årstiden setter inn. Knoppområdene er dekket med skjell, som beskytter dem mot de skadelige effektene av lave temperaturer og snø og vind. Metabolske prosesser i planter bremser ned.

I kombinasjon med morfologisk tilpasning fysiologiske reaksjoner av kroppen gir den høyt nivå overlevelse under ugunstige forhold og plutselige endringer i miljøet.

I evolusjonsprosessen, som et resultat av naturlig utvalg og kampen for eksistens, oppstår tilpasninger av organismer til visse livsbetingelser. Evolusjon i seg selv er i hovedsak en kontinuerlig prosess med dannelse av tilpasninger, som skjer i henhold til følgende skjema: reproduksjonsintensitet -> kamp for tilværelsen -> selektiv død -> naturlig utvalg -> kondisjon.

Tilpasninger påvirker forskjellige sider livsprosesser til organismer og kan derfor være av flere typer.

Morfologiske tilpasninger

De er assosiert med endringer i kroppsstruktur. For eksempel utseendet av membraner mellom tærne hos vannfugler (amfibier, fugler osv.), tykk pels hos nordlige pattedyr, lange ben og lang hals hos vadefugler, en fleksibel kropp hos gravende rovdyr (for eksempel veslinger) etc. Hos varmblodige dyr observeres en økning i gjennomsnittlig kroppsstørrelse (Bergmanns regel), som reduserer den relative overflaten og varmeoverføringen. . Bunnfisk utvikler en flat kropp (rokker, flyndre, etc.). I planter i nordlige breddegrader og i høyfjellsområder er krypende og puteformede former vanlige, mindre skadet av sterk vind og bedre varmet opp av solen i jordlaget.

Beskyttende farge

Beskyttende farge er svært viktig for dyrearter som ikke har effektive midler beskyttelse mot rovdyr. Takket være det blir dyr mindre merkbare i området. For eksempel kan hunnfugler som klekker egg nesten ikke skilles fra bakgrunnen til området. Fugleegg er også farget for å matche fargen på området. Ha en nedlatende konnotasjon bunnfisk, de fleste insekter og mange andre dyrearter. I nord er hvite eller lyse farger mer vanlig, noe som hjelper til med å kamuflere i snøen ( isbjørner, polar ugler, fjellrever, baby pinnipeds - ekorn, etc.). En rekke dyr har fått en farge dannet av vekslende lyse og mørke striper eller flekker, noe som gjør dem mindre merkbare i busker og tette kratt (tigre, unge villsvin, sebraer, sikahjort, etc.). Noen dyr er i stand til å endre farge veldig raskt avhengig av forholdene (kameleoner, blekkspruter, flyndre, etc.).

Forkledning

Essensen av kamuflasje er at formen på kroppen og dens farge får dyr til å se ut som blader, kvister, greiner, bark eller torner av planter. Finnes ofte hos insekter som lever på planter.

Advarsel eller truende farging

Noen typer insekter som har giftige eller luktende kjertler har lyse advarselsfarger. Derfor husker rovdyr som en gang møter dem denne fargen i lang tid og angriper ikke lenger slike insekter (for eksempel veps, humler, marihøner, Colorado potetbiller og en rekke andre).

Mimikk

Mimikk er fargen og kroppsformen til ufarlige dyr som imiterer deres giftige motstykker. Noen gjør det for eksempel ikke giftige slanger ser ut som giftige. Sikader og sirisser ligner store maur. Noen sommerfugler har store flekker på vingene som ligner øynene til rovdyr.

Fysiologiske tilpasninger

Denne typen tilpasning er assosiert med en restrukturering av metabolismen i organismer. For eksempel utseendet av varmblodighet og termoregulering hos fugler og pattedyr. I enklere tilfeller er dette en tilpasning til visse former for mat, miljøets saltsammensetning, høye eller lave temperaturer, fuktighet eller tørrhet i jord og luft, etc.

Biokjemiske tilpasninger

Denne typen tilpasning er assosiert med dannelsen av visse stoffer som letter forsvar mot fiender eller angrep på andre organismer. Dette inkluderer giftene fra slanger, skorpioner, edderkopper og noen andre dyr, som gjør det lettere for dem å jakte; antibiotika for sopp og bakterier som beskytter dem mot konkurrenter; plantegiftstoffer som beskytter dem mot å bli spist; luktstoffer av veggedyr og enkelte andre insekter, frastøtende fiender osv. Dette inkluderer også dannelse av enzymer som ødelegger plantevernmidler og medisiner, brukt av mennesker og fører til fremveksten av former for bakterier, sopp og andre organismer som er resistente mot disse stoffene. TIL biokjemiske tilpasninger Dette inkluderer også den spesielle strukturen til proteiner og lipider i termofile (motstandsdyktige mot høye temperaturer) og psykrofile (kaldelskende) organismer, som gjør at organismer kan eksistere i varme kilder, vulkansk jord eller under permafrostforhold.

Atferdstilpasninger

Denne typen tilpasning er assosiert med endringer i atferd under visse forhold. For eksempel fører omsorg for avkom til bedre overlevelse av unge dyr og øker stabiliteten til populasjonene deres. I parringstider mange dyr danner separate familier, og om vinteren forenes de i flokker, noe som gjør det lettere for dem å mate eller beskytte (ulver, mange fuglearter).

Tilpasninger til periodiske miljøfaktorer

Dette er tilpasninger til miljøfaktorer som har en viss periodisitet i sin manifestasjon. Denne typen inkluderer daglige vekslinger av perioder med aktivitet og hvile, tilstander av delvis eller fullstendig anabiose (utfelling av løv, vinter- eller sommeropphold hos dyr, etc.), dyrevandringer forårsaket av sesongmessige endringer, etc.

Tilpasninger til ekstreme levekår

Planter og dyr som lever i ørkener og polare områder får også en rekke spesifikke tilpasninger. Hos kaktuser har bladene blitt forvandlet til pigger (reduserer fordampning og beskytter dem mot å bli spist av dyr), og stilken har blitt til et fotosyntetisk organ og reservoar. Ørkenplanter har lange rotsystemer som gjør at de kan hente vann fra store dyp. Ørkenøgler kan overleve uten vann ved å spise insekter og skaffe vann ved å hydrolysere fettet deres. I tillegg til tykk pels har nordlige dyr også en stor tilgang på underhudsfett, noe som reduserer kroppsavkjøling.

Relativ karakter av tilpasninger

Alle enheter er kun egnet for visse forhold der de ble utviklet. Hvis disse forholdene endres, kan tilpasninger miste sin verdi eller til og med forårsake skade på organismene som har dem. Den hvite fargen på harer, som beskytter dem godt i snøen, blir farlig om vintre med lite snø eller kraftig tining.

Den relative naturen til tilpasninger er godt bevist av paleontologiske data som indikerer utryddelse store grupper dyr og planter som ikke har overlevd endringen i levekårene.

Dyr og planter er tvunget til å tilpasse seg mange faktorer, og disse tilpasningene utvikles over en viss tidsperiode, ofte i prosessen med evolusjon og naturlig seleksjon, fast på det genetiske nivået.

Tilpasning(fra latin adapto - adapt) - tilpasning av strukturen og funksjonene til organismer til miljøforhold i evolusjonsprosessen.

Når man analyserer organiseringen av ethvert dyr eller plante, avsløres alltid en slående samsvar mellom formen og funksjonene til organismen og miljøforholdene. Så blant sjøpattedyr delfiner har de mest avanserte tilpasningene for rask bevegelse i vannmiljø: torpedoformet, spesiell struktur hud og subkutant vev, øker strømlinjeformingen av kroppen, og derfor hastigheten på å gli i vann.

Det er tre hovedformer for manifestasjon av tilpasninger: anatomisk-morfologisk, fysiologisk og atferdsmessig.

Anatomisk og morfologisk tilpasninger er noen ytre og indre trekk i strukturen til visse organer til planter og dyr som lar dem leve i et bestemt miljø med en viss kombinasjon av miljøfaktorer. Hos dyr er de ofte forbundet med livsstil og fôringsmønstre. Eksempler:

· Hardt skall skilpadder, som gir beskyttelse mot rovdyr

· Hakkespett – meiselformet nebb, hard hale, karakteristisk arrangement av fingrene.

Fysiologisk tilpasninger består i organismers evne til å endre noen av sine fysiologiske prosesser ved utbruddet av kritiske perioder i deres liv

· Lukten av en blomst kan tjene til å tiltrekke seg insekter og dermed fremme pollinering av planten.

· Dyp dvale hos mange planter som vokser på den nordlige halvkules midtre breddegrader.

· Biologiske frostvæsker som øker viskositeten indre miljøer og forhindrer dannelsen av iskrystaller som vil ødelegge celler (opptil 10 % hos maur, opptil 30 % hos veps).

· I mørket øker øyets følsomhet for lys mange tusen ganger i løpet av en time, noe som er assosiert både med gjenoppretting av syn, pigmenter og endringer i nerveelementene og nerveceller cerebral cortex.

· Et eksempel på fysiologiske tilpasninger er også egenskapene til det enzymatiske settet i fordøyelseskanalen til dyr, bestemt av mengden og sammensetningen av mat. Dermed er ørkeninnbyggere i stand til å dekke sine fuktighetsbehov gjennom biokjemisk oksidasjon av fett.

Atferdsmessig(etologiske) tilpasninger er former for adaptiv atferd hos dyr. Eksempler:

· For å sikre normal varmeveksling med miljøet: opprettelse av tilfluktsrom, daglige og sesongmessige migrasjoner av dyr for å velge optimale temperaturforhold.

· Hummingbird Oreotrochis estella, som bor i de høye Andesfjellene, bygger reir på steiner, og på siden som vender mot øst. I løpet av natten avgir steinene varmen som er akkumulert i løpet av dagen, og gir derved behagelig temperatur til morgenen.

· I områder med et hardt klima, men snørike vintre, kan temperaturen under snøen være 15-18ºС høyere enn ute. Det er anslått at den hvite rapphønen, som overnatter i et snøhull, sparer opptil 45 % energi.

· Mange dyr bruker gruppeplasser: pikas-slekten Certhia(fugler) samles inn kaldt vær grupper på inntil 20 personer. Et lignende fenomen er blitt beskrevet hos gnagere.

· Adaptiv atferd kan dukke opp hos rovdyr i ferd med å spore og forfølge byttedyr.

De fleste tilpasninger er en kombinasjon av de oppførte typene. For eksempel oppnås blodsuging i mygg gjennom en kompleks kombinasjon av tilpasninger som utvikling av spesialiserte deler muntlig apparat, tilpasset suging, dannelsen av søkeatferd for å finne et byttedyr, samt utviklingen spyttkjertler spesielle sekreter som forhindrer koagulering av sugd blod.

En av de grunnleggende egenskapene til levende natur er den sykliske naturen til de fleste prosesser som forekommer i den, noe som sikrer tilpasning av planter og dyr under deres utvikling til grunnleggende periodiske faktorer. La oss dvele ved et slikt fenomen i levende natur som fotoperiodisme.

Fotoperiodisme – organismenes reaksjon på sesongmessige endringer i daglengde. Oppdaget av W. Garner og N. Allard i 1920 under avlsarbeid med tobakk.

Lys har en ledende innflytelse på manifestasjonen av daglig og sesongmessig aktivitet av organismer. Dette er en viktig faktor, siden det er endringen i belysning som bestemmer vekslingen av perioder med hvile og intens livsaktivitet, mange biologiske fenomener hos planter og dyr (dvs. det påvirker biorytmikken til organismer).

For eksempel 43 % av solstrålene når jordens overflate. Planter er i stand til å fange fra 0,1 til 1,3%. De absorberer den gulgrønne fargen på spekteret.

Og et signal om at vinteren nærmer seg for planter og dyr er en nedgang i daglengden. Planter gjennomgår en gradvis fysiologisk omstrukturering, akkumulering av energireserver før vinterhvilen. Ved fotoperiodisk reaksjon av planteorganismer er delt inn i to grupper:

· Kortdagsorganismer - blomstring og frukting skjer med 8-12 timers lys (bokhvete, hirse, hamp, solsikke).

· Organismer ha en lang dag. For blomstring og frukting i langdagsplanter er det nødvendig å forlenge dagen til 16-20 timer (planter tempererte breddegrader), der en reduksjon i daglengde til 10-12 timer er et signal om tilnærmingen til ugunstig høst-vinter periode. Dette er poteter, hvete, spinat.

· Lengdenøytral for planten. Blomstring skjer uansett daglengde. Disse er løvetann, sennep og tomat.

En lignende ting finnes hos dyr. I løpet av dagen er hver organisme aktiv til bestemte tider. Mekanismer som lar organismer syklisk endre tilstanden kalles "biologiske klokker."

Bibliografi til seksjon

1. Galperin, M.V. Generell økologi: [lærebok for medium prof. utdanning] / M.V. Galperin. - M.: Forum: Infra-M, 2006. – 336 s.

2. Korobkin, V.I. Økologi [Tekst] / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. – Rostov ved Don: Phoenix, 2005. – 575 s.

3. Mirkin, B.M. Grunnleggende om generell økologi [Tekst]: lærebok. håndbok for universitetsstudenter som studerer naturvitenskap. spesialiteter / B.M. Mirkin, L.G. Naumova; [red. G.S. Rosenberg]. - M.: Univ. bok, 2005. – 239 s.

4. Stepanovskikh, A.S. Generell økologi: [lærebok. for universiteter i økologi. spesialiteter] / A.S. Stepanovsky. - 2. utg., legg til. og behandlet - M.: UNITY, 2005. – 687 s.

5. Furyaev, V.V. Generell økologi og biologi: lærebok. fordel for studenter med spesialitet 320800 på heltid. treningsformer / V.V. Furyaev, A.V. Furyaeva; Feder. utdanningsbyrå, Sib. tilstand technol. Universitetet, Institute of Forests oppkalt etter. V. N. Sukacheva. - Krasnoyarsk: SibSTU, 2006. – 100 s.

6. Golubev, A.V. Generell økologi og miljøvern: [lærebok. manual for alle spesialiteter] / A.V. Golubev, N.G. Nikolaevskaya, T.V. Sharapa; [red. auto] ; Tilstand utdannelse institusjon for høyere profesjonelle Utdanning "Moscow State University of Forestry". – M.: MGUL, 2005. - 162 s.

7. Korobkin, V.I. Økologi i spørsmål og svar [Tekst]: lærebok. håndbok for universitetsstudenter / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - 2. utg., revidert. og tillegg - Rostov n/d: Phoenix, 2005. - 379 s. : ordninger. - Bibliografi: s. 366-368. - 103,72 gni.

Sikkerhetsspørsmål til seksjon 3

1. Begrepet habitat, dets typer.

2. Hva er miljøfaktorer, hvordan klassifiseres de?

3. Konseptet med en begrensende faktor, eksempler.

4. Loven om optimal-pessimum (figur). Eksempler.

5. Loven om samspillet mellom miljøfaktorer. Eksempler.

6. Toleranseloven (Shelford). Eksempler.

7. Økologiske regler: D. Allen, K. Bergman, K. Gloger.

8. Tilpasninger av levende organismer, deres veier og former. Eksempler.

9. Fotoperiodisme, biologiske rytmer: konsept, eksempler.

SEKSJON 4: BEFOLKNINGS ØKOLOGI

Et spesielt tilfelle av kryptisk farging er farging basert på motskyggeprinsippet. I vannlevende organismer manifesterer det seg oftere, fordi Lys i et vannmiljø faller kun ovenfra. Prinsippet om motskygge antar en mørkere farge på den øvre delen av kroppen og en lysere farge på den nedre delen (en skygge faller på den).

Delemningsfarging Delemningsfarging er også et spesielt tilfelle av beskyttende farge, selv om en litt annen strategi brukes. I dette tilfellet er det lyse, kontrasterende striper eller flekker på kroppen. Langt fra er det veldig vanskelig for et rovdyr å skille grensene for kroppen til et potensielt offer.

Advarselsfarging Denne typen beskyttelsesfarging er karakteristisk for beskyttede dyr (som denne nakensnekken, som bruker salpetersyre). Gift, stikk eller andre forsvarsmetoder gjør dyret uspiselig for rovdyret, og farging tjener til å sikre at gjenstandens utseende beholdes i minnet til rovdyret i kombinasjon med de ubehagelige opplevelser som han opplevde da han prøvde å spise dyret.

Truende farging I motsetning til advarselsfarging er truende farging iboende i ubeskyttede organismer som er spiselige fra et rovdyrs synspunkt. Denne fargen er ikke synlig hele tiden, i motsetning til advarselsfargen, vises den plutselig til det angripende rovdyret for å desorientere det. Det antas at "øynene" på vingene til mange sommerfugler tjener nettopp dette formålet.

Mimicry Begrepet "mimicry" kombinerer en rekke forskjellige former for beskyttende farger, som har likheten mellom organismer til felles, imitasjon av fargen til en skapning av en annen. Typer av mimikk: 4 Klassisk mimikk Batesisk mimikk 4 Klassisk mimikk, eller Batesisk mimikk - imitasjon av en ubeskyttet organisme av en beskyttet; 4 Müllers mimikk 4 Müllers mimikk - lignende farge (“reklame”) i en rekke arter av beskyttede organismer; 4 Mimesia 4 Mimesia - imitasjon livløse gjenstander; 4 Kollektiv mimikk 4 Kollektiv mimikk er opprettelsen av et felles bilde av en gruppe organismer; 4 Aggressiv mimikk 4 Aggressiv mimikk - elementer av imitasjon av et rovdyr for å tiltrekke byttedyr.

Klassisk mimikk, eller batesisk mimikk (Batesisk mimikk) En ubeskyttet (allerede spiselig) organisme imiterer fargen til en beskyttet (uspiselig) en. På denne måten utnytter imitatoren stereotypen som dannes i rovdyrets minne ved kontakt med modellen (beskyttet organisme). På bildet - sveveflue, imiterer fargen og kroppsformen til en veps.

Müllersk mimikk (Müllersk mimikk) I dette tilfellet vil en rekke beskyttede, uspiselige arter ha en lignende farge ("én annonse for alle"). På denne måten oppnås følgende effekt: på den ene siden trenger ikke rovdyret å prøve en organisme av hver art, vil det generelle bildet av et feilaktig spist dyr være ganske fast preget. På den annen side slipper rovdyret å huske dusinvis ulike alternativer lyse advarselsfarger av forskjellige typer. Et eksempel er den lignende fargen på en rekke arter av ordenen Hymenoptera.

Aggressiv mimikk I aggressiv mimikk har et rovdyr tilpasninger som gjør at det kan tiltrekke seg potensielt byttedyr. Et eksempel er klovnefisken, som har fremspring på hodet som ligner ormer og også er i stand til å bevege seg. Slaven selv ligger på bunnen (hun har en fantastisk kryptisk farge!) og venter på nærmer seg offeret, som er opptatt med å lete etter mat.

Relativ karakter av fitness Hver av de gitte beskyttende fargene er adaptive, dvs. kun nyttig for organismer under visse miljøforhold. Hvis disse forholdene endres (for eksempel bakgrunnsfargen for en beskyttende farge), kan den til og med bli dårlig tilpasset og skadelig. Tenk på situasjonene der det vil dukke opp relativ karakter fitness med: 4p4warning farge; 4m4Bates mimikk; 4k4kollektiv mimikk?