Способы адаптации у животных

Биология. 10 класс

*§ 6—2. Адаптации животных к различным температурным условиям среды

Экологические группы животных по отношению к температурному режиму среды обитания

Для большинства живых организмов крайние точки температурной адаптации составляют от 0 до +50 °C: как правило, при 0 °C вода, входящая в состав клеток, замерзает, а при температурах свыше +50 °C начинается процесс разрушения белковых молекул, который завершается гибелью клеток. Помимо деления животных на пойкилотермных и гомойотермных в зависимости от их способности регулировать температуру тела, существует классификация животных по их потребности к количеству тепла в среде обитания. По отношению к температурному режиму среды обитания выделяют три экологические группы животных: криофилы, термофилы и мезофиллы.

Криофилы, или холодолюбивые животные, населяют полярные зоны. Их организм способен функционировать при довольно низких температурах воздуха и воды, но не выносит высоких температур. Эти животные сохраняют активность даже тогда, когда их тканевые жидкости переохлаждаются. Понижение температуры клеток организма до –10 °C никак не сказывается на состоянии животных. В эту группу входят черви, моллюски, членистоногие, некоторые рыбы и млекопитающие. Например, такие обитатели севера, как песец, заяц беляк, куропатка тундровая, активны даже в самые сильные морозы, когда разница температуры воздуха и тела составляет свыше 70 °C.

Термофилы — это теплолюбивые животные, у которых организм приспособлен к обитанию в жарких условиях. К ним относятся пауки, некоторые виды кораллов, насекомых, рыб, пресмыкающихся и млекопитающих. Например, в горячих минеральных источниках Южной Калифорнии обитает рыбка ципринодон пятнистый. Она живет в водах с температурой около +50 °C. Максимальная активность у кузнечиков, обитающих в пустыне Палестины, наблюдается при 40-градусной жаре. А некоторые организмы-термофилы вообще не могут существовать при температурах ниже конкретного диапазона, например определенные виды кораллов обитают лишь там, где температура воды не опускается ниже +20 °C.

Мезофилы — организмы, нормально существующие и размножающиеся при средних температурах. Они обитают в умеренной зоне при температурах 20—40 °C. К мезофилам относится большинство птиц и млекопитающих средних широт.

Источник

Интересные примеры адаптаций в животном мире

В дикой природе для того чтобы выжить, нужно уметь приспосабливаться. Многие животные следуют этому золотому правилу, поэтому их популяции процветают. Некоторые адаптации возникли миллионы лет назад и до сих пор успешно используются представителями животного мира. Узнайте об этих самых главных адаптациях, благодаря которым мы сегодня можем быть свидетелями такого большого разнообразия фауны на планете.

1) Стаи, стада, группы

Среди всех адаптаций животного мира, пожалуй, самая важная – это привычка жить в коллективе. Животные получают немало пользы, живя бок о бок с представителями своего вида. Они помогают друг другу добывать пищу, защищаться от врагов и вместе заботиться о потомстве. Бесчисленное количество видов объединяются в группы, колонии, стада, стаи, сложные сообщества или свободные ассоциации. Однако самыми распространенными группами в животном мире являются группы под названием «нуклеарные семьи», в которые входят самец, самка и их потомство, или самец, несколько самок и их потомство, или группа самок и их потомство, или другие комбинации.

2) Полет

Животные приспособились по-разному перемещаться, живя на планете, включая ходьбу, плавание, лазание или прыгание. Но самой примечательной из адаптаций к передвижению можно назвать полет. Полет позволяет животным не только перемещаться на дальние расстояния намного быстрее, чем при ходьбе или беге по поверхности, умение летать позволяет скрываться от врагов, находить новые территории, искать источники пищи, которые в противном случае были бы недоступны. Полет изменил жизнь не только многих животных, он также полностью поменял и нашу жизнь, трансформировал человеческое общества, подарил множество возможностей.

3) Миграции

Эта адаптация встречается у многих живых существ, особенно птиц и насекомых. Ничто в природе так не впечатляет, как движение целых популяций животных, которые перемещаются большими группами с одного места в другое. Причины миграций могут быть самые разные, но обычно связаны с недостатком пищи и поиском новых, более богатых пищей мест, а также животные часто мигрируют для того, чтобы спариваться и производить на свет потомство. Некоторые живые существа способны мигрировать на поразительно дальние расстояния, преодолевая ежегодно тысячи километров. Например, полярная крачка каждый год мигрирует с мест размножения в Арктике к местам зимовки в Антарктиде, преодолевая расстояние в 40 тысяч километров.

4) Маскировка

Способность слиться с окружающей средой и стать незамеченным очень помогает для того, чтобы избежать хищников, особенно тем животным, которые достаточно малы и не имеют других средств защиты от врагов в своем арсенале. Маскировкой пользуются многие живые существа. Некоторые виды животных, включая скорпену и древесную лягушку, могут менять внешность для того, чтобы соответствовать окружающей среде. Другие в ходе эволюции превратились в нечто совершенно не похожее на животный организм, например, ветку или листик. Зебры – животные, которые тоже используют маскировку для обмана потенциального врага. Для льва зебра кажется массой черных и белых полос, но не соблазнительным лакомством.

5) Спячка

Вылезать из постели в холодные и пасмурные зимние дни – занятие не из приятных, поэтому некоторые животные предпочитают проводить всю зиму в спячке. Это гениальный способ избежать холода и выжить в суровых условиях, когда ресурсы очень скудны. Многие животные впадают в спячку, включая бурундуков, ежей, летучих мышей и медведей. Некоторые животные, например американский черный медведь, спят всю зиму, но его достаточно легко разбудить. Другие животные, например, большая часть млекопитающих, которые впадают в спячку зимой, спят так крепко, что впадают в анабиоз и у них приостанавливаются многие функции организма. Разбудить их очень сложно, если вообще возможно.

6) Сохранение ресурсов

Для животных, которые обитают в местах, где ресурсы, такие как пища и вода, очень скудны в течение долго периода, способность запасать жир и воду в своем теле помогает выжить. Этой удивительной особенностью обладает двугорбый верблюд, который обитает в засушливых районах Центральной и Восточной Азии, где температура воздуха летом варьируется от минус 5 до 40 градусов Цельсия. Эти верблюды прекрасно приспособились к таким суровым условиям. Во-первых, их горбы заполнены жиром, который превращается в энергию и воду, необходимые для того, чтобы выжить в суровое время года. Более того, эти верблюды совершенно не потеют, пока температура их тела не поднимется до 40 градусов.

7) Обманчивое изменение размеров

Многие животные адаптировались казаться крупнее для того, чтобы отпугивать врагов. Например, иглобрюхие рыбы могут раздуться и увеличиться в размерах почти в два раза для того, чтобы запугать врага и получить преимущества. В случае опасности эти рыбы закачивают воздух и воду в свой очень эластичный живот и становятся круглыми, как мячики. В раздутом состоянии этим рыбам сложно двигаться, но это уже не так важно, так как они становятся на вид не особо привлекательными в качестве обеда.

8) Шерсть

Для нас, людей, волосы на теле не несут какого-то особо важного значения, и мы можем прекрасно жить и без них. Однако для большинства животных в дикой природе шерсть – важный защитный элемент. Возьмем, к примеру, мускусного быка. Шерсть жизненно важна для этих животных, которые обитают в очень холодных условиях на Аляске. Плотная лохматая шерсть свисает до самой земли, давая быку необходимую защиту от холода, что позволяет этим существам выдерживать экстремально низкие температуры. Мех помогает животным выжить зимой при средней температуре минус 35 градусов Цельсия. Животные сбрасывают зимнюю шерсть и меняют ее на более легкую летнюю, когда температура воздуха повышается до 5-10 градусов Цельсия.

9) Гнездовой паразитизм

Большинство женщин наслаждаются радостью материнства, однако среди них иногда встречаются и такие, которые хотят, чтобы всю работу за них выполнил кто-то другой. В животном мире ситуация точно такая же. Например, некоторые виды кукушек известны своей привычкой пользоваться такой адаптацией, как гнездовой паразитизм. Они откладывают яйца в гнезда других видов птиц, которые вынуждены кормить и ухаживать за кукушонком, как за своим собственным птенцом. По сравнению с остальными птенцами, кукушата обычно намного крупнее и более агрессивны, поэтому в борьбе за выживание побеждает сильнейший. Иногда кукушонок может вылупиться раньше остальных птенцов и вытолкнуть другие яйца из гнезда, тем самым снижая конкуренцию. Эта адаптация помогает кукушкам выжить, однако серьезно вредит другим видам.

Источник

Биология. 11 класс

Многообразие видов – основа устойчивости биосферы

Приспособленность. Видообразование

Необходимо запомнить

Приспособления – результат эволюции.

Приспособленность организмов. Живые организмы удивительно приспособлены к условиям окружающей среды. Каждый вид занимает определенное место в природе и находится в сложных и, как правило, гармоничных взаимоотношениях с условиями обитания. При рассмотрении примеров действия естественного отбора вы убедились, что все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности строения, функционирования, поведения организмов представляют собой те или иные приспособления, или адаптации (от лат. adaptatio – приспособление, прилаживание). Приспособленный организм характеризуется жизнеспособностью, конкурентоспособностью.

Жизнеспособным является такой организм, который нормально развивается в типичной для него среде (генотип не подвергается существенным изменениям).

Конкурентоспособным будет такой организм, который выдерживает конкуренцию с другими организмами (побеждает в борьбе за существование). Известны случаи, когда организм может быть вполне жизнеспособным, но не конкурентоспособным. Например, подобранные и выхоженные человеком дикие звери и птицы, выросшие в неволе, жизнеспособны, но не всегда могут выдерживать конкуренцию, если их выпустить на волю.

Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, функционирования и поведения организмов (адаптации), обеспечивающих высокий уровень приспособленности видов к окружающей среде.

Адаптации могут быть организменными, присущими каждому конкретному организму данного вида и позволяющими организму выживать в определенных условиях среды, и видовыми, направленными на существование вида как целостной системы.

Организменные адаптации. Среди организменных адаптации выделяют морфологические, физиологические, биохимические и поведенческие (этологические).

К морфологическим адаптациям относятся все средства пассивной защиты организмов, наличие которых определяет большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование. Примером средств пассивной защиты служат твердые защитные покровы у животных (хитиновый покров членистоногих, раковины моллюсков, роговые чешуи рептилий, панцирь черепах), иглы и колючки (кактус, молочай, шиповник, боярышник, еж, дикобраз), и др.

К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиологических параметров: поддержание постоянной температуры тела, концентрации солей и сахара в крови и другие показатели. Физиологическими являются также адаптации, направленные на снижение воздействия вредного фактора. Например, рептилии и птицы, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую солёную воду, имеют специальные железы, позволяющие им быстро выводить избыток солей из организма.

Интересны приспособления, развившиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долго находиться под водой. Тюлени, например, ныряют на глубину до 600 м и находятся под водой до 40–60 мин. Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы. Сюда относятся строго упорядоченные процессы синтеза белков в клетках, расщепление веществ с помощью ферментов, образование глюкозы и других органических соединений в ходе фотосинтеза и т. д.

Поведенческие (этологические) адаптации включают в себя всё многообразие форм поведения, направленного на выживание организмов. Адаптивное поведение проявляется на всех стадиях онтогенеза и охватывает все стороны жизнедеятельности организмов: нахождение укрытий от неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание и запасание пищи, поиск партнеров для спаривания, брачные ритуалы, забота о потомстве (строительство гнезд, насиживание яиц, выкармливание потомства, защита его от врагов) и т. д.

Таким образом, организменные адаптации охватывают всё многообразие признаков особей.

Относительность приспособленности. Особи разных видов хорошо приспособлены к условиям существования. Однако любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, постоянный рост резцов у грызунов и зайцеобразных – очень важная и полезная адаптация, но лишь при питании твердой пищей. Если же крысу или зайца кормить мягкой пищей, то резцы, не стачиваясь, вырастут до таких размеров, что самостоятельное питание животных станет невозможным.

Любая структура и любая функция являются приспособлениями к условиям конкретной среды обитания. Эволюционные изменения – возникновение или исчезновение органов, усложнение организации, появление новых популяций и видов – обусловлены развитием адаптации. Логическое следствие естественного отбора – создание новых и совершенствование имеющихся адаптаций. Механизм возникновения и совершенствования адаптации заключается в накоплении отбором преимущественно мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и т. п.

Лабораторная работа «Приспособленность организмов к среде обитания»

Эволюция и видообразование

Эволюция – непрерывный процесс. Новые виды формируются даже сейчас, когда вы читаете эти строки. Активней всего видообразование происходит в крупных водоёмах, таких как озеро Байкал или озеро Виктория. Так, буквально в восьмидесятых годах нашли новый вид рыб-цихлид. Он отличался от предшественников размерами и формой челюсти. А в Байкале наблюдается эволюция множества видов растений и беспозвоночных. Как происходит эволюция и можно ли получить новый вид животных в домашних условиях?

В результате действия эволюционных факторов в популяции накапливаются изменения генофонда. Это ведет сначала к образованию новых популяций, затем подвидов, и в конечном счете, к образованию новых видов.

То есть можно сказать, что видообразование – это центральное событие в эволюции, это главный результат эволюционного процесса.

Сейчас ученые выделяют два пути видообразования:

1. Географическое (аллопатрическое)

2. Биологическое (симпатрическое)

При географическом видообразовании новые виды возникают в результате появления пространственно-территориальных преград. Преграды могут быть самого разного свойства. Это такие и чисто географические понятия, как горы, реки, и какие-то антропогенные преграды, как, например, строительство крупных дорог или вспашка поля для нужд сельского хозяйства.

Кстати, именно географические видообразования Чарльз Дарвин и объяснял появлением такого большого количества видов дарвиновских вьюрков, которые обитают на островах Галапагосского архипелага.

Дарвин считал, что некоторое количество вьюрков могло быть занесено на эти острова во время бурь, шторма и сильного ветра.

Но так как условия подходили для их жизни, вьюрки обосновались на этих островах, при этом они были изолированы как от популяции на соседних островах, так и от первоначальной южно-американской популяции. Это привело к тому, что внутри таких популяций стали накапливаться изменения, что и привело к образованию новых видов.

Можно сказать, что географическое видообразование возникает и при преградах внутри ареала вида, при так называемом мозаичном ареале. Сейчас перед вами несколько видов одуванчиков, возникших из некогда предкового вида одуванчика, который занимал весь европейский континент.

Одуванчик обыкновенный сейчас занимает лесные опушки, обочины дорог, какие-то сорные места, и это растение вы знаете очень хорошо.

Одуванчик – кок-сагыз произрастает в засушливых местах, поэтому обратите внимание на форму его листьев: его листья немного тоньше и больше срезаны.

Одуванчик розовый освоил высокогорье Тянь-Шаня. Он очень похож на одуванчик обыкновенный, но отличается от него окраской лепестков.

Обратите внимание, что географическое видообразование протекает очень медленно. Необходима смена сотен тысяч поколений, для того чтобы совершился процесс образования нового вида.

Второй способ видообразования – это биологическое видообразование.

Биологическое видообразование происходит в пределах ареала одного вида, и в его основе лежит биологическая изоляция.

Пути возникновения биологических изоляций бывают различными. Например, одним из них может быть полиплоидия, когда внутри одной популяции в результате мутации возникают полиплоидные организмы. Эти организмы жизнеспособны, конкурентоспособны, но по своему генетическому составу они отличаются от остальных особей популяции и не могут с ними скрещиваться.

Так внутри одной популяции возникает другая популяция, которая потом формируется уже в отдельный вид. Также в основе биологического видообразования может лежать экологическая изоляция.

Экологическая изоляция – это, например, разобщение в сроках размножения внутри одного вида. Это также какие-то сезонные изоляции у части популяций, от целой популяции.

Все это приводит к накоплению изменений, вследствие чего возникает новый вид. Хочется отметить, что строки биологического видообразования значительно короче, нежели географического видообразования. Но результат у них один – образование новых видов.

Источник