Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Основы общей экологии

Адаптации к абиотическим факторам

Единство организмов с условиями среды их обитания, которое достигается за счёт адаптаций (приспособлений), является прописной истиной и составляет основу учения Ч. Дарвина. В этой главе будут рассмотрены общие вопросы природы адаптаций и несколько конкретных примеров адаптации разных организмов к разным условиям среды.

Определение понятия

Адаптация - это приспособление организма к определённым условиям среды, которое достигается за счёт комплекса признаков - морфологических, физиологических, поведенческих. В результате адаптаций возникают организмы, приспособленные к различным условиям среды. Адаптациями объясняется различный состав экосистем разных экологических условий.

И.А. Шилов (1998) подчеркивает, что в эволюции крупных таксонов адаптация к лимитирующим факторам определяла наиболее крупные изменения морфологии и физиологии. Так выход позвоночных животных на сушу был невозможен без преодоления двух лимитирующих факторов - малой плотности среды и низкой влажности. В результате произошла замена «парящей» локомоции на развитие конечностей рычажного типа, способных обеспечить поступательное движение (возникновение «четвероногих») и активный полет птиц.

При выходе растений на сушу эти же лимитирующие факторы привели к возникновению высших растений. В условиях воздушной среды (исключая ту часть растений, которая сохранила связь с водной средой обитания) растения должны были решить комплекс адаптационных задач:

  • - не засохнуть (развить проводящую систему, корневую систему, покровные ткани с устьицами);
  • - не упасть (развить механические ткани, способные противостоять гравитационной силе и ветру);
  • - не умереть с голоду (сформировать мощную листовую поверхность для фотосинтеза и увеличивать всасывание корнями элементов минерального питания за счёт симбиоза с грибами и бактериями);
  • - обеспечить условия для размножения - сформировать защищённые от высыхания органы бесполого и полового размножения - многоклеточные спорангии и гаметангии.

Как высшая форма адаптации к жизни в условиях наземной среды возникли семенные растения с «маленьким шедевром эволюции» - семенем (Тахтаджян, 1978) и объединением спорофита и гаметофита в единый организм.

Адаптации животных к переживанию неблагоприятных условий в целом более разнообразны, чем у растений. Их можно свести к трём основным направлениям:

  • - уход от неблагоприятных условий (миграция птиц, кочёвка оленей и других копытных в поисках корма, зарывание в песок, почву или снег и др.);
  • - переход в состояние анабиоза - резкого снижения активности процессов жизнедеятельности (покоящиеся стадии у беспозвоночных животных, прекращение активности рептилий при низких температурах, зимняя спячка млекопитающих и др.);
  • - развитие приспособлений для жизни в неблагоприятных условиях (шёрстный покров и подкожный жир у животных в условиях холодного климата, экономное использование воды у пустынных животных и т.д.).

Растения «заякорены», т.е. ведут прикреплённый образ жизни, и потому у них возможны лишь два варианта адаптаций: снижение интенсивности процессов жизнедеятельности в неблагоприятные периоды (сбрасывание листьев, перезимовывание в стадии погребённых в почву органов - луковиц, корневищ, клубней, а также семян и спор, полный криптобиоз у моховидных) или повышение устойчивости к неблагоприятным факторам за счёт специальных физиологических механизмов.

Разнообразие физиологических механизмов переживания неблагоприятных абиотических (засуха, засоление, дефицит света, холод) и биотических (влияние фитофагов, конкуренция с другими растениями) факторов компенсирует отсутствие у растений способности к миграциям в более благоприятные экологические условия.

Впрочем, наблюдаемые изменения в поведении организмов часто связаны не с адаптациями, а с преадаптациями - «скрытыми» приспособлениями, которые проявились и оказались полезными при появлении нового фактора. Преадаптациями объясняется устойчивость некоторых экотипов сорных растений к действию гербицидов и некоторых видов деревьев к загрязнению атмосферы промышленностью и транспортом.

Экологи используют также понятие «экзаптация» (Gould, Vrba, 1982; Гиляров, 2003), которое обозначает приспособление, первоначально возникшее для одной цели, но затем оказавшееся полезным для решения другой задачи (например, перья у птиц возникли как адаптация для защиты от холода, но в дальнейшем оказались полезными для полёта).

Экзаптациями объясняются некоторые «странные» явления природы, перетёк элементов питания из растения одного вида в другой по микоризе. Микоризным грибам «выгодно» сотрудничать с несколькими видами деревьев, и перетёк элементов питания является побочным следствием этой адаптации.

Контрольные вопросы

  • 1. Что такое адаптация?
  • 2. Расскажите об адаптации растений к наземному образу жизни.
  • 3. Расскажите об адаптации животных к наземно-воздушной среде жизни.
  • 4. Чем различаются адаптации к неблагоприятным условиям среды у растений и животных?
  • 5. Что такое преадаптация и экзаптация?
 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Основы общей экологии
Глава 1. Краткий очерк истории экологии1.1 Предыстория1.2 История1.3 СовременностьГлава 2. Факторы среды2.1 Классификация факторов среды2.2 Условия и ресурсы2.2.1 Ресурсы2.2.2 УсловияГлава 3. Основные принципы аутэкологии3.1 Принцип экологического оптимума3.2 Принцип индивидуальности экологии видов3.3 Принцип лимитирующих факторовГлава 4. Адаптации к абиотическим факторам4.1 Определение понятия4.2 Адаптивные комплексы4.3 Примеры адаптаций4.3.1 Эктотермные и эндотермные организмы4.3.2 Биоритмы4.4.3 Ксерофиты4.3.4 Адаптации животных к дефициту кислорода4.4 Жизненные формы4.5 Биологическое разнообразие и его охранаГлава 5. Типы стратегии жизни (типы поведения) организмов5.1 «r-отбор» и «К-отбор»5.2 Система типов стратегий Раменского-Грайма5.2.1 Первичные типы стратегий5.2.2 Вторичные типы стратегий. Пластичность стратегий5.2.3 Особенности стратегий культурных растений и животных