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

Примеры адаптаций

Приведём несколько примеров адаптаций организмов к абиотическим факторам среды.

Эктотермные и эндотермные организмы

Температура является одним из главных факторов, непосредственно влияющих на все организмы (см. 2.2.2). Верхний предел толерантности к этому фактору составляет 60° C (температура свёртывания белков), а нижний - меняется в зависимости от вида организмов. Лишь некоторые бактерии могут существовать при 100° C.

Влияние резких колебаний температуры окружающей среды на организмы снижают специальные адаптивные комплексы признаков. Существуют два принципиально разных типа адаптаций к температуре: пассивный и активный.

Первый тип характерен для эктотермных (пойкилотермных, холоднокровных) организмов (все таксоны органического мира, кроме птиц и млекопитающих). У этих организмов, благодаря сравнительно низкому уровню обмена веществ, главным источником поступления тепловой энергии является внешнее тепло. Их активность зависит от температуры окружающей среды: насекомые, ящерицы и многие другие животные в прохладную погоду становятся вялыми и малоподвижными. Многие виды животных при этом обладают способностью к выбору места с оптимальными условиями температуры, влажности и инсоляции (при дефиците тепла ящерицы греются на освещённых солнцем плитах горных пород, а при его избытке прячутся под камни и зарываются в песок).

У эктотермных организмов существуют специальные адаптации для переживания холода - накопление в клетках «биологических антифризов», препятствующих замерзанию воды и образованию кристалликов льда в клетках и тканях. Например, у холодноводных рыб такими антифризами являются гликопротеиды, у растений - сахар.

Эффективным способом переживания неблагоприятных температур (как низких, так и высоких) является обезвоживание организмов. Коловратки при обезвоживании выносили температуру до -190° C! Колебание содержания воды в тканях эктотермных животных может иметь сезонный характер, что было выявлено у жуков-ксилофагов (т.е. питающихся древесиной и зимующих в «столовой»), в тканях которых летом воды было много больше, чем зимой. Общеизвестна высокая устойчивость к колебаниям температуры сухих семян растений или обезвоженных слоевищ мхов.

Некоторые эктотермные животные могут повышать температуру тела за счёт резких сокращений мышц (например тунец). В холодную погоду питоны обвиваются вокруг кладки яиц и также резкими сокращениями мышц выделяют тепло, достаточное для того, чтобы будущее потомство нормально развивалось. Температура тела питона повышается также во время переваривания пищи.

У рептилий пустыни (ящерицы, вараны, черепахи) имеются специальные приспособления для понижения температуры. Вараны и ящерицы более интенсивно дышат (примерно так же, как и собаки), черепахи выделяют слюну, которой смачивают голову и передние конечности.

Таким образом, «абсолютная» эктотермность наблюдается только у очень маленьких организмов. Большинство организмов все-таки способно к слабой регуляции температуры тела. У шмелей температура тела поддерживается на уровне 36-40°C даже при температуре воздуха ниже 10° C. Все это говорит о том, что пассивный и активный типы адаптаций связаны постепенным переходом.

Эндотермные (гомойотермные, теплокровные) организмы (птицы и млекопитающие) обеспечиваются теплом за счёт собственной теплопродукции и способны активно регулировать производство тепла и его расходование. При этом температура их тела меняется незначительно, её колебания не превышают 2-4° C даже при самых сильных морозах. Главные адаптации - химическая терморегуляция за счёт выделения тепла (например, придыхании) и физическая терморегуляция за счёт теплоизоляционных структур (жировой прослойки, перьев, волос и т.д.).

Эндотермные, как и эктотермные животные, для понижения температуры тела используют охлаждающие механизмы испарения влаги с поверхности слизистых оболочек ротовой полости и верхних дыхательных путей. Морфофизиологические приспособления дополняются при этом сложными формами приспособительного поведения (выбор мест для ночлега, защищённых от ветра; групповые ночёвки у грызунов, формирование пингвинами плотных групп - «черепах» для уменьшения потерь тепла в условиях низких температур Антарктики и т.д.). Авторы наблюдали, как верблюды в пустыне Гоби также образуют аналогичную «черепаху», укладываясь рядом. В этом случае они достигают обратного эффекта: коллективом защищаются от высокой внешней температуры, которая много выше, чем температура тела животных.

Имеется множество попыток сформулировать правила адаптации к температурам, например «правило Аллена» - чем холоднее климат, тем короче выступающие части тела, например, уши. Это «правило» иллюстрируют размеры ушей у северянина-песца, обычной для средних широт рыжей лисицы и африканской лисицы фенек.

По «правилу Бергмана», животные одного вида в разных климатических условиях имеют разный вес: они более крупные в холодных условиях и мельче - в тёплых. Волк на Таймыре весит около 50 кг, а в Монголии - только 40, лисица на среднерусской равнине может достигать 10 кг, а в Туркмении - это небольшой зверёк весом не более 3 кг. Еще более наглядно «правило Бергмана» иллюстрирует связь размеров пингвинов с условиями их обитания. Самый крупный пингвин - императорский (рост 1,2 м, вес 34 кг) живёт в центре Антарктиды и редко встречается за пределами 61 о северной широты; патагонский пингвин (90 см, 15-17 кг) обитает на островах Маккией (55 о южной широты); ослиный (70 см, 6 кг) - до Тасмании (40 о южной широты); самый маленький пингвин - галапагосский, размером всего 50 см и весом 3-4 кг, живёт на экваторе, на Галапагосских островах.

Однако из этих «правил» есть множество исключений.

Контрольные вопросы

  • 1. Какие таксоны относятся к классу эндотермных?
  • 2. Какие физиологические механизмы используют эктотермные животные для переживания экстремальных температурных условий?
  • 3. Приведите примеры относительности эктотермности.
  • 4. Какие механизмы используют эндотермные животные для регулирования температуры тела?
  • 5. Расскажите о правиле Аллена.
  • 6. Приведите примеры, иллюстрирующие правило Бергмана.
 
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