3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

Содержание
  1. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды
  2. Основные пути приспособления организмов к среде
  3. Биология в лицее
  4. 4.1 Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды
  5. 2. История формирования сообществ живых организмов
  6. fГлава 3. Возникновение живых организмов, образование атмосферы
  7. Глава 2. Сравнительный анализ приспособления листьев растений к различным экологическим условиям
  8. 6. Какие неорганические вещества принимают участие в функционировании живых организмов. Их роль. Вода, ее роль в биофункциях
  9. 5. Свойства живых организмов
  10. fРаздел II Методы изучения химической среды живых клеток
  11. Примеры селекции живых организмов
  12. 3. Концепции эволюции живых организмов
  13. f2. Адаптации организмов к факторам водной среды
  14. 5. Основные положения концепции структурных уровней живых организмов
  15. Глава 2. Методологическая роль симметрии в науке. Симметрия у живых организмов
  16. 3. Понятие адаптации, естественного и искусственного отбора, борьбы за существование, приспособления как основные в теории эволюции
  17. 1.2 Отношение к условиям среды
  18. 3.Эволюция живых организмов. Появление человека
  19. ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:
  20. Пути приспособления организмов к условиям среды
  21. Занятие «Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды. Активная и скрытая жизнь»

Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

1. Активный путь – усиление сопротивляемости. Например, гомойотермные организмы способны сопротивляться действию низких температур.

2. Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, недостаток тепла приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма (обмена веществ). Что способствует экономному использованию энергетических запасов. Пассивный путь адаптации свойственен всем растениям и пойкилотермным животным.

3. Избегание неблагоприятных воздействий – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в благоприятные по природным условиям периоды года (вылупление птенцов в начале лета, сезонные перелеты птиц и т.п.).

Биотические факторы

Все организмы, независимо от их видовой принадлежности, не только испытывают влияние среды, но и сами прямым образом или косвенно влияют на нее. Взаимодействия между организмами, а также влияние их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов среды.

Конкуренция– этовзаимоотношения, возникающие между видами со сходными экологическими требованиями. Конкуренция – единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Конкуренция делится на внутривидовую и межвидовую.

Внутривидовая конкуренция – это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного вида. Это важный фактор саморегулирования популяций.

У некоторых организмов под влиянием внутривидовой конкуренции за пространство сформировался тип поведения – территориальность.

Например, в начале сезона размножения самец выбирает участок обитания и защищает его от самцов того же вида. Своим пением он сигнализирует другим самцам, что эта территория занята.

Межвидовая конкуренция протекает, как правило, между биологически близкими видами. В Европе, в поселениях человека серая крыса вытеснила черную крысу, поскольку она крупнее, агрессивнее, лучше плавает.

Хищничествоявляется одним из ведущих биотических факторов, регулирующим численность популяции. Хищниками называют живые организмы, питающиеся другими живыми организмами, убивая их. Воздействие хищника на конкретную особь отрицательно, но для популяции хищник действует как селекционер, т.е. он избирательно уничтожает слабых и больных животных.

Хищники встречаются не только среди животных, но и среди растений (росянка).

Разновидностью хищничества является каннибализм – поедание одними особями других своего же вида. Например, самка паука каракурта поедает самца после спаривания.

Симбиоз – любое сожительство организмов разных видов, приносящее пользу хотя бы одному из них. Виды симбиоза:

— мутуализм – взаимовыгодный симбиоз, совместное сожительство организмов разных видов, приносящую взаимную пользу. Например, лишайники – это симбиоз водорослей и грибов;

— синойкия (квартиранство) – сожительство, при котором особь одного вида использует особь другого вида только как жилище, не принося ему ни пользы, ни вреда. Например, лианы поселяются непосредственно на ветвях и стволах деревьев; некоторые рыбы откладывают икру в мантию двустворчатого моллюска.

— комменсализм (нахлебничество) – сожительство организмов разных видов, при котором один организм использует другой как жилище и источник питания, но не причиняет вреда партнеру. Например, некоторые морские полипы, поселяясь на крупных рыбах в качестве пищи, используют их испражнения; некоторые простейшие в организме человека питаются остатками пищи и не причиняют вреда хозяину;

— паразитизм – такая форма взаимоотношений между видами, при которой организм-потребитель использует живого хозяина не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного обитания. Паразит нападает на одного хозяина и в течении всей жизни поедает часть его вещества, т.е. причиняет вред, но не приводит к быстрой гибели.

Различают экто- и эндопаразитов. Первые обитают на или в покровах, вторые – внутри организма. Кроме того, паразиты могут быть временными, т.е.

нападают на хозяина только для питания (комары, клещи) и постоянными, которые весь или почти весь цикл развития проводят на теле или внутри хозяина (аскариды, вши).

Нейтрализм –такая форма биотических отношений, при которой сожительство двух видов на одной территории не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий.

При нейтрализме виды не связаны друг с другом, но зависят от состояния сообщества в целом.

Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, практически не контактируют друг с другом, но засуха или лесной пожар сказываются на каждом из этих видов.

Аменсализм –такой вид сожительства, при котором для одного из двух взаимодействующих видов последействия совместного обитания отрицательны, а другой не получает ни вреда, ни пользы.

Такая форма сожительства чаще встречается у растений.

Например, светолюбивые травянистые виды, растущие под елью, испытывают угнетение из-за сильного затенения ее кроной, а для самого дерева их соседство безразлично.

Антропогенные факторыявляются разновидностью биотических факторов.Это влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду. Загрязнение нефтью океанов, «парниковый эффект» вследствие увеличения концентрации СО2 в атмосфере, «кислотные дожди» и т.д. могут поставить человечество на грань экологической катастрофы.

Источник: https://cyberpedia.su/15xaa0e.html

Основные пути приспособления организмов к среде

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Многие организмы в течение жизни периодически испытывают влияние факторов, сильно удаляющихся от оптимума. Им приходится переносить и сильную жару, и сильные морозы, и летние засухи, и пересыхание водоемов, и нехватку пищи. Как приспосабливаются они к таким экстремальным ситуациям, когда нормальная жизнь сильно затруднена?

При ухудшении условий среды многие виды способны приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни. Это явление было обнаружено в начале XVIII столетия Антони ван Левенгуком, который впервые наблюдал в сделанный им микроскоп мир мелких организмов.

Он заметил и описал, что некоторые из них могут полностью высыхать на воздухе, а затем “оживать” в воде. В высушенном состоянии они кажутся полностью безжизненными. Позднее такое состояние мнимой смерти было названо анабиозом (“ана” – нет, “биос”– жизнь).

Рис. 1. Коловратка – активно плавающая и в состоянии анабиоза

Глубокий анабиоз – это практически полная остановка обмена веществ. В отличие от смерти организмы могут при этом возвращаться к активной жизни.

Переход в состояние анабиоза чрезвычайно расширяет возможности выживания организмов в самых суровых условиях. В опытах высушенные семена и споры растений, некоторые мелкие животные – коловратки (рис.

1), нематоды выдерживают длительное время температуры жидкого воздуха (–190 °С) или жидкого водорода (–259,14 °С).

Состояние анабиоза возможно лишь при полном обезвоживании организмов. При этом важно, чтобы потеря воды клетками тела не сопровождалась нарушением внутриклеточных структур. Большинство видов к этому не способно. Например, в клетках высших растений имеется обычно большая центральная вакуоль с запасом влаги.

При высыхании она исчезает, клетка меняет форму, сжимается, и ее внутреннее строение нарушается. Поэтому глубокий анабиоз в природе встречается редко. Однако замедление обмена веществ и понижение жизнедеятельности в неблагоприятных условиях – явление широко распространенное.

Клетки тела при этом частично обезвоживаются, происходит также и другая перестройка их состава. Состояние организмов, близкое к анабиозу, называют криптобиозом или скрытой жизнью (“криптос” – скрытый).

В состоянии пониженного обмена веществ организмы резко повышают свою устойчивость и очень экономно тратят энергию.

Рис. 2. Летучая мышь ушан и суслик в состоянии зимней спячки

К явлениям скрытой жизни относятся оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве, а мелких обитателей – в пересыхающих водоемах (рис. 2). В неактивном состоянии часто находятся в природе многие виды бактерий, пока не возникнут благоприятные условия для их размножения.

Скрытая жизнь – очень важное экологическое приспособление. Это возможность переживать неблагоприятные изменения среды обитания. При восстановлении необходимых условий организмы вновь переходят к активной жизни.

Переходя в состояние оцепенения или покоя, растения и животные как бы подчиняются воздействиям среды, экономя при этом затраты на свое существование.

Рис. 3. Клетка черешка листа сахарной свеклы:
1 – хлоропласты; 2 – ядро; 3 – вакуоли; 4 – цитоплазма; 5 – митохондрии; 6 – клеточная оболочка

Другой, прямо противоположный путь выживания организмов связан с поддержанием постоянства внутренней среды, несмотря на колебания воздействий внешних факторов. Обитая в условиях изменчивой температуры, теплокровные животные – птицы и млекопитающие – поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела.

В вакуолях клеток наземных растений содержатся запасы влаги, что позволяет им жить на суше (рис. 3). Многие растения способны переносить сильные засухи и расти даже в жарких пустынях.

Такое сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии и специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.

Каждый из двух описанных путей выживания имеет свои преимущества и недостатки. При возможности тормозить обмен веществ и переходить к скрытой жизни организмы экономят энергию и повышают устойчивость, но не способны к активности при ухудшении условий.

При регуляции температуры и запасов влаги в теле представители различных видов могут поддерживать нормальную жизнедеятельность в очень широком диапазоне внешних условий, но тратят при этом много энергии, которую им необходимо постоянно восполнять. Кроме того, такие организмы очень неустойчивы к отклонениям режима их внутренней среды.

Например, у человека повышение температуры тела всего на 1 °С свидетельствует о нездоровье.

Кроме подчинения и сопротивления воздействию внешней среды, возможен и третий способ выживания – избегание неблагоприятных условий и активный поиск других, более благоприятных местообитаний. Этот путь приспособлений доступен только подвижным животным, которые могут перемещаться в пространстве (рис. 4).

Рис. 4. Кочёвки северных оленей:
1 – северная граница лесотундры; 2 – северная граница тайги; 3 – места зимовок

Рис. 5. Гнезда и норы животных. Вверху: слева – гнездо обыкновенной белки; справа – гнездо мыши–малютки.

Внизу летняя (слева) и зимняя (справа) норы полуденных песчанок

Например, зимующие тетерева и рябчики на большую часть суток зарываются в снег, где гораздо теплее. Многие животные устраивают жилища – норы и гнезда, защищающие их от внешних воздействий. Это тоже путь избегания неблагоприятных факторов (рис. 5). Ярким примером избегания зимней бескормицы и холодов являются дальние перелеты птиц (рис. 6, 7).

Рис. 6. Карта миграции:
слева – миграция деревенской ласточки; справа – миграция журавлей

Рис. 7. Главнейшие направления пролетных путей птиц

Все три пути выживания могут сочетаться у представителей одного и того же вида. Например, растения не могут поддерживать постоянную температуру тела, но многие из них способны регулировать водный обмен.

Холоднокровные животные подчиняются неблагоприятным факторам, но могут и избегать их воздействия.

В целом же мы видим, что при огромном разнообразии живой природы в ней можно выделить лишь несколько основных путей приспособительного развития видов.

Увеличение устойчивости организмов в состоянии скрытой жизни находит широкое применение в хозяйственной практике.

В специальных хранилищах создаются особые режимы для длительного хранения семян растений, культур микроорганизмов, спермы ценных сельскохозяйственных животных.

В медицинской практике разработаны особые условия для сохранения донорской крови, пересаживаемых органов и тканей. Есть проекты по сохранению половых клеток исчезающих видов животных и растений, с тем чтобы в дальнейшем иметь возможность восстановить их в природе.

Основные среды жизни

Условия обитания различных видов удивительно разнообразны. Одни из них, например некоторые мелкие клещики или насекомые, всю жизнь проводят внутри листа растения, который для них – целый мир, другие осваивают огромные и разнообразные пространства, как, например, северные олени, киты в океане, перелетные птицы.

В зависимости от того, где живут представители разных видов, на них действуют разные комплексы экологических факторов. На нашей планете можно выделить несколько основных сред обитания(сред жизни), сильно различающихся по условиям существования: водную, наземно-воздушную, почвенную. Средой обитания служат также сами организмы, в которых живут другие.

Водная среда жизни

Все водные обитатели должны быть приспособлены к главным особенностям своей среды. Эти особенности определяются физическими свойствами воды: ее плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы.

Рис. 1. Разнообразные организмы, составляющие морской планктон:
водоросли, ночесветки, мелкие ракообразные, медузы, гребневики, сагитты

Плотность воды определяет ее значительную выталкивающую силу. Это значит, что в воде облегчается вес организмов и появляется возможность вести постоянную жизнь в водной толще, не опускаясь на дно. Множество видов, преимущественно мелких, неспособных к быстрому активному плаванию, как бы парят в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии.

Совокупность таких мелких водных обитателей получила название планктон. В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы и многие другие виды (рис. 1). Планктонные организмы переносятся течениями и не в силах противостоять им.

Наличие в воде планктона делает возможным фильтрационный тип питания, т. е. отцеживание при помощи разных приспособлений взвешенных в воде мелких организмов и пищевых частиц. Оно развито и у плавающих, и у сидячих донных животных, таких, как морские лилии, мидии, устрицы и другие.

Сидячий образ жизни водных обитателей возможен только при наличии планктона и только в среде с достаточной плотностью.

Рис. 2. Быстро плавающие рыбы (скумбрия, меч-рыба, акула, тунец)

Плотность воды затрудняет активное передвижение в ней, поэтому быстро плавающие животные, такие, как рыбы, дельфины, кальмары, должны иметь сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела (рис. 2). В связи с высокой плотностью воды давление с глубиной сильно растет. Глубоководные обитатели способны переносить давление, которое в тысячи раз выше, чем на поверхности суши.

Свет проникает в воду лишь на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в верхних горизонтах водной толщи. Даже в самых чистых морях фотосинтез возможен лишь до глубин в 100–200 м. На больших глубинах растений нет, а глубоководные животные обитают в полном мраке.

Температурный режим в водоемах более мягок, чем на суше. Из-за высокой теплоемкости воды колебания температуры в ней сглажены, и водные обитатели не сталкиваются с необходимостью приспосабливаться к сильным морозам или сорокаградусной жаре. Только в горячих источниках температура воды может приближаться к точке кипения.

Одна из сложностей жизни водных обитателей – ограниченное количество кислорода. Его растворимость не очень велика и к тому же сильно уменьшается при загрязнении или нагревании воды. Поэтому в водоемах иногда бывают заморы – массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, которая наступает по разным причинам.

Солевой состав среды также очень важен для водных организмов. Морские виды не могут жить в пресных водах, а пресноводные – в морях из-за нарушения работы клеток.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 2231 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/3-92050.html

Биология в лицее

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

Основные пути приспособления организмов к среде

Многие организмы в течение жизни периодически испытывают влияние факторов, сильно удаляющихся от оптимума. Им приходится переносить и сильную жару, и сильные морозы, и летние засухи, и пересыхание водоемов, и нехватку пищи. Как приспосабливаются они к таким экстремальным ситуациям, когда нормальная жизнь сильно затруднена?

Длительность жизни покоящихся семян растений зависит от условий хранения. Повышение влажности и температуры увеличивает траты резервов семени на дыхание, и они в конце концов истощаются. Желуди дуба хранятся не более трех лет.

Сухие семена могут долго лежать, не теряя всхожести: семена мака – до 10 лет, зерновки ржи, ячменя и пшеницы – до 32, плоды одуванчика – до 68, лотоса – до 250 лет. Известен случай, когда проросли семена лотоса, найденные в торфе болота, высохшего 2000 лет тому назад.

Плоды этого растения покрыты толстой газо- и водонепроницаемой оболочкой.

В Центральной Антарктиде русские исследователи провели микробиологический анализ образцов льда из глубины ледника. Возраст слоев льда, в которых обнаружены жизнеспособные микроорганизмы, достигает 10–13 тыс. лет.

Найдены в основном бактерии, а также споры грибов и дрожжей. Позднее жизнеспособные бактерии были обнаружены в образцах горных пород под антарктическим ледником. Их возраст составлял от 10 тыс. до 10 млн. лет.

При ухудшении условий среды многие виды способны приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни.

Это явление было обнаружено в начале XVIII столетия Антони ван Левенгуком, который впервые наблюдал в сделанный им микроскоп мир мелких организмов. Он заметил и описал, что некоторые из них могут полностью высыхать на воздухе, а затем “оживать” в воде.

В высушенном состоянии они кажутся полностью безжизненными. Позднее такое состояние мнимой смерти было названо анабиозом (“ана” – нет, “биос”– жизнь).

Глубокий анабиоз – это практически полная остановка обмена веществ. В отличие от смерти организмы могут при этом возвращаться к активной жизни.

Переход в состояние анабиоза чрезвычайно расширяет возможности выживания организмов в самых суровых условиях.

В опытах высушенные семена и споры растений, некоторые мелкие животные – коловратки, нематоды выдерживают длительное время температуры жидкого воздуха (–190 °С) или жидкого водорода (–259,14 °С).

Коловратка – активно плавающая и в состоянии анабиоза

Состояние анабиоза возможно лишь при полном обезвоживании организмов. При этом важно, чтобы потеря воды клетками тела не сопровождалась нарушением внутриклеточных структур.

Большинство видов к этому не способно. Например, в клетках высших растений имеется обычно большая центральная вакуоль с запасом влаги. При высыхании она исчезает, клетка меняет форму, сжимается, и ее внутреннее строение нарушается. Поэтому глубокий анабиоз в природе встречается редко.

Однако замедление обмена веществ и понижение жизнедеятельности в неблагоприятных условиях – явление широко распространенное. Клетки тела при этом частично обезвоживаются, происходит также и другая перестройка их состава. Состояние организмов, близкое к анабиозу, называют криптобиозом или скрытой жизнью (“криптос” – скрытый).

В состоянии пониженного обмена веществ организмы резко повышают свою устойчивость и очень экономно тратят энергию.

К явлениям скрытой жизни относятся оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве, а мелких обитателей – в пересыхающих водоемах. В неактивном состоянии часто находятся в природе многие виды бактерий, пока не возникнут благоприятные условия для их размножения.

Летучая мышь ушан и суслик в состоянии зимней спячки

У суслика в состоянии активности частота сокращений сердца около 300 ударов в минуту, а во время спячки – всего 3. Температура тела понижается до +5 °С. Несмотря на низкую интенсивность обмена веществ, животные во время спячки сильно теряют в весе и могут погибнуть от истощения, если не накопят к зиме достаточно жира.

Скрытая жизнь – очень важное экологическое приспособление. Это возможность переживать неблагоприятные изменения среды обитания. При восстановлении необходимых условий организмы вновь переходят к активной жизни.

Переходя в состояние оцепенения или покоя, растения и животные как бы подчиняются воздействиям среды, экономя при этом затраты на свое существование.

Другой, прямо противоположный путь выживания организмов связан с поддержанием постоянства внутренней среды, несмотря на колебания воздействий внешних факторов. Обитая в условиях изменчивой температуры, теплокровные животные – птицы и млекопитающие – поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела.

В вакуолях клеток наземных растений содержатся запасы влаги, что позволяет им жить на суше. Многие растения способны переносить сильные засухи и расти даже в жарких пустынях.

Клетка черешка листа сахарной свеклы: 1 – хлоропласты; 2 – ядро; 3 – вакуоли; 4 – цитоплазма; 5 – митохондрии; 6 – клеточная оболочка

Такое сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии и специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.

В сухих среднеазиатских пустынях обитает несколько видов мокриц. Это мелкие наземные ракообразные, нуждающиеся, как и их ближайшие водные родственники, в высокой влажности окружающей среды. Живя в пустынях, они способны избегать жару и сухость.

Мокрицы роют в глинистой почве вертикальные норки, в глубине которых температура резко снижена, а воздух насыщен водяными парами. Кормятся они на поверхности почвы растительными остатками, выходя из норок только в то время суток, когда увлажняется приземный слой воздуха.

Самка в жаркие часы затыкает отверстие своими передними сегментами, несущими непроницаемые покровы, чтобы сохранить влажность и уберечь от высыхания свое потомство.

Каждый из двух описанных путей выживания имеет свои преимущества и недостатки. При возможности тормозить обмен веществ и переходить к скрытой жизни организмы экономят энергию и повышают устойчивость, но не способны к активности при ухудшении условий.

При регуляции температуры и запасов влаги в теле представители различных видов могут поддерживать нормальную жизнедеятельность в очень широком диапазоне внешних условий, но тратят при этом много энергии, которую им необходимо постоянно восполнять. Кроме того, такие организмы очень неустойчивы к отклонениям режима их внутренней среды.

Например, у человека повышение температуры тела всего на 1 °С свидетельствует о нездоровье.

Кроме подчинения и сопротивления воздействию внешней среды, возможен и третий способ выживания – избегание неблагоприятных условий и активный поиск других, более благоприятных местообитаний.

Кочёвки северных оленей: 1 – северная граница лесотундры; 2 – северная граница тайги; 3 – места зимовок

Этот путь приспособлений доступен только подвижным животным, которые могут перемещаться в пространстве.

Теплокровные животные могут жить в очень холодных районах, выдерживая морозы до –50 °С. В таких случаях разница температур самого животного и окружающей среды может составить 80–90 °С.

У пингвинов постоянная температура тела равна +37-38 °С, у северных оленей +38-39 °С. Для поддержания теплового баланса животные тратят жировые энергетические запасы. Очень важна также роль теплоизолирующих покровов (пуха, пера, меха).

К зиме эти покровы становятся гуще и пушистее, обеспечивая вокруг тела воздушную прослойку, сохраняющую тепло.

Например, зимующие тетерева и рябчики на большую часть суток зарываются в снег, где гораздо теплее. Многие животные устраивают жилища – норы и гнезда, защищающие их от внешних воздействий. Это тоже путь избегания неблагоприятных факторов.

Гнезда и норы животных. Вверху: слева – гнездо обыкновенной белки; справа – гнездо мыши–малютки. Внизу летняя (слева) и зимняя (справа) норы полуденных песчанок

Ярким примером избегания зимней бескормицы и холодов являются дальние перелеты птиц.

Карта миграции деревенской ласточки

Все три пути выживания могут сочетаться у представителей одного и того же вида. Например, растения не могут поддерживать постоянную температуру тела, но многие из них способны регулировать водный обмен.

Холоднокровные животные подчиняются неблагоприятным факторам, но могут и избегать их воздействия.

В целом же мы видим, что при огромном разнообразии живой природы в ней можно выделить лишь несколько основных путей приспособительного развития видов.

Увеличение устойчивости организмов в состоянии скрытой жизни находит широкое применение в хозяйственной практике.

В специальных хранилищах создаются особые режимы для длительного хранения семян растений, культур микроорганизмов, спермы ценных сельскохозяйственных животных.

В медицинской практике разработаны особые условия для сохранения донорской крови, пересаживаемых органов и тканей. Есть проекты по сохранению половых клеток исчезающих видов животных и растений, с тем чтобы в дальнейшем иметь возможность восстановить их в природе.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/puti_prisposoblenija_organizmov/0-861

4.1 Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды
Биологические процессы в живых организмах

Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ: большой, или геологический, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы, и малый, биологический (биотический)…

2. История формирования сообществ живых организмов

Вся суша подразделяется на крупные области, называемые материками или континентами: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Австралию, Антарктиду. Растительный и животный мир континентов сильно различается…

Биохимия возникновения жизни на Земле

fГлава 3. Возникновение живых организмов, образование атмосферы

Когда на Земле возникли вещества подобные белкам, начался новый этап в развитии материи — переход от органических соединений к живым существам. Первоначально, органические вещества находились в морях и океанах в виде растворов…

Влияние интенсивности освещения на анатомо-морфологическое строение листьев растений

Глава 2. Сравнительный анализ приспособления листьев растений к различным экологическим условиям

Среда обитания. Часть природы (совокупность конкретных абиотических и биотических условий), непосредственно окружающая живые организмы и оказывающая прямое или косвенное влияние на их состояние, рост, развитие, размножение, выживаемость и т…

Интересные концепции современного естествознания

6. Какие неорганические вещества принимают участие в функционировании живых организмов. Их роль. Вода, ее роль в биофункциях

Такие вещества как песок, глина, различные минералы, вода, оксиды углерода, угольная кислота, ее соли и другие, встречающиеся в «неживой природе», получили название неорганических или минеральных веществ. Примерно из ста химических элементов…

Концепции современного естествознания

5. Свойства живых организмов

Живые организмы — важный компонент биосферы. Им характерен ряд общих свойств: концепция естествознание атомистический кибернетика 1. Единство химического состава. Живые существа образованы теми же химическими элементами…

Методи исследования клеток

fРаздел II Методы изучения химической среды живых клеток

Классические методы микроскопии позволяют судить о клеточной архитектуре, но не дают подробной информации о клеточной химии. Поддержание жизни возможно только при быстрой и точной регуляции концентрации таких важнейших метаболитов, как АТФ…

Примеры селекции живых организмов

В пушном деле большое значение имеет отбор естественных мутаций, отличающихся новой красивой окраской. Такой отбор очень быстро дает положительные результаты. Это можно показать на новых породах лисиц: серебристо-черной, платиновой и белой…

Органическая живая природа в концепции современного естествознания

3. Концепции эволюции живых организмов

Уже в глубокой древности высказывались догадки о постепенном изменении, развитии (эволюции) живой природы. Гераклит (VI-V вв. до н.э.), который сформулировал положение с постоянно происходящих в природе изменениях (”всё течёт, всё изменяется”)…

Основные факторы водной среды и их влияние на организмы

f2. Адаптации организмов к факторам водной среды

Планетарная теория зарождения жизни. Основные положения концепции структурных уровней живых организмов. Реликтовое излучение

5. Основные положения концепции структурных уровней живых организмов

Концепция системно-структурных уровней организации живой материи позволяет не только представить многообразие живых организмов по уровням их сложности и специфики функционирования, но и расположить их в иерархическом порядке…

Пространственная симметрия у живых организмов

Глава 2. Методологическая роль симметрии в науке. Симметрия у живых организмов

Использование принципа симметрии на границе 19-20 вв. позволило получить выдающиеся достижения в различных областях науки. Немецкий математик Ф. Клейн…

3. Понятие адаптации, естественного и искусственного отбора, борьбы за существование, приспособления как основные в теории эволюции

Искусственный отбор…

Устойчивость смородины черной к грибным болезням

1.2 Отношение к условиям среды

Отношение к теплу. Смородина относится к зимостойким ягодным растениям. Зимостойкость зависит от происхождения сорта, района произрастания и уровня агротехники. При низких температурах чаще повреждаются однолетние приросты…

3.Эволюция живых организмов. Появление человека

Эволюционная теория как научная доктрина начинается с работ Чарльза Дарвина. Но возникновение ее закономерно…

Источник: https://bio.bobrodobro.ru/47

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/5-84130.html

Пути приспособления организмов к условиям среды

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

Экологическиефакторы среды оказывают на живыеорганизмы различные воздействия, т.е.

могут влиять как раздражители,вызывающие приспособительные измененияфизиологических и биохимических функций;как ограничителеобусловливающие невозможностьсуществования в данных условиях; какмодификаторы,вызывающие морфологические и анатомическиеизменения организмов; как сигналы,свидетельствующие об изменениях другихфакторов среды. Процесс приспособленияорганизмов к среде носит названиеадаптации. Под адаптациямипонимаются любые изменения в структуреи функциях организмов, повышающие ихшансы на выживание.

Способностьк адаптациям — одно из основных свойствжизни вообще, так как обеспечиваетнепосредственно возможность еесуществования, возможность организмоввыживать и размножаться. Адаптациипроявляются на разных уровнях: отбиохимии клеток и поведения отдельныхорганизмов до строения и функционированиясообществ и экологических систем.Адаптации возникают и развиваются входе эволюции видов.

Основныемеханизмы адаптации:

  1. биохимические — проявляются во внутриклеточных процессах. Этот тип адаптаций связан с образованием определенных веществ, облегчающих защиту от врагов или нападение на другие организмы.

    Сюда можно отнести яды змей, скорпионов, пауков и некоторых других животных, облегчающие им охоту; антибиотики грибов и бактерий, защищающие их от конкурентов; токсины растений, предохраняющие их от выедания; пахучие вещества клопов и некоторых других насекомых, отпугивающие врагов, и т.п.;

  2. физиологические — проявляются на уровне организма. Например, появление теплокровности и терморегуляции у птиц и млекопитающих. В более простых случаях — это приспособление к определенным формам пищи, солевому составу среды, высоким или низким температурам, влажности или сухости почвы и воздуха и т.д.;

  3. морфо-анатомические — связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.

    ), длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т.п. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.).

    У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое;

  4. поведенческие — связаны с изменением в поведении. Например, забота о потомстве приводит к лучшему выживанию молодых животных и повышает устойчивость их популяций. В брачные периоды многие животные образуют отдельные семьи, а зимой объединяются в стаи, чтобы проще было найти пропитание или защиту (волки, многие виды птиц);

  5. онтогенетические — ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий. Например, экологические особенности конкретных видов растений сформировались в ходе эволюции в результате длительного воздействия соответствующих условий. Поэтому теплолюбивые растения характерны для южных широт, менее требовательные к теплу и свету — для северных широт.

Процессадаптации является относительным. Всеприспособления целесообразны лишь дляопределенных условий, в которых онивыработались. При изменении этих условийадаптации могут потерять свою ценностьили даже принести вред имеющим ихорганизмам. Белая окраска зайцев, хорошозащищающая их на снегу, становитсяопасной при малоснежных зимах илисильных оттепелях.

Несмотряна большое разнообразие экологическихфакторов, в характере их воздействияна организмы и в ответных реакциях живыхсуществ можно выявить ряд общихзакономерностей.

Каждыйэкологический фактор имеет определенныепределы положительного влияния наорганизмы (рис. 1.1).

Рис.1.1. Схема действия факторов среды наживые организмы

Результатдействия переменного фактора зависитпрежде всего от силы его проявления.Как недостаточное, так и избыточноедействие фактора отрицательно сказываетсяна жизнедеятельности особей. Благоприятнаясила воздействия называется зонойоптимума экологического фактора,или просто оптимумомдля организмов данного вида.

Чем сильнееотклонения от оптимума, тем большевыражено угнетающее действие данногофактора на организмы {зонапессимума).Максимально и минимально переносимыезначения фактора — это критическиеточки,за пределами которых существование уженевозможно, наступает смерть.

Пределывыносливости между критическими точкаминазывают экологическойвалентностьюживыхсуществ по отношению к конкретномуфактору среды.Виды чрезвычайноразнообразны по способности переноситьизменения факторов. В природе выделяютсядва крайних варианта — узкая специализацияи широкая выносливость.

У специализированныхвидов критические точки значения факторасильно сближены, такие виды могут житьтолько в относительно постоянныхусловиях. Так, многие глубоководныеобитатели — рыбы, иглокожие, ракообразные,не переносят колебания температурыдаже в пределах 2—3 °С. Растения, средойобитания которых являются влажные места(калужница болотная, недотрога и др.

),моментально вянут, если воздух вокругних не насыщен водяными парами. Виды сузким диапазоном выносливости называютстенобионтами,а с широким — эврибионтами.

Если нужно подчеркнуть отношение ккакому-либо фактору, то в его названиииспользуют приставки стено-и эври-,например, стенотермный вид — непереносящий колебания температур,эвригалинный — способный жить пришироких колебаниях солености воды,стонобатные — не переносят колебаниядавления, и т.п. Условия, приближающиесяпо одному или сразу нескольким факторамк критическим точкам, называютэкстремальными.

Положениеоптимума и критических точек на градиентефактора может быть в определенныхпределах сдвинуто действием условийсреды. Это регулярно происходит у многихвидов при смене сезонов года.

Зимой,например, воробьи выдерживают сильныеморозы, а летом гибнут от охлажденияпри температуре чуть ниже нуля. Явлениесдвига оптимума по отношению к какому-либофактору носит название аккламации.

В отношении температуры это хорошоизвестный процесс тепловой закалкиорганизма.

  1. Неоднозначность действия фактора на разные функции

Закон,согласно которому каждый экологическийфактор неодинаково влияет на разныефункции организма: оптимум для однихпроцессов может являться пессимумомдля других. Так, температура воздуха от+40 до +45 °С у холоднокровных животныхсильно увеличивает скорость обменныхпроцессов в организме, но тормозитдвигательную активность, и животныевпадают в тепловое оцепенение.

  1. Жизненный цикл, в котором в определенные периоды организм осуществляет преимущественно те или иные функции (питание, рост, размножение, расселение и пр.), всегда согласован с сезонными изменениями комплекса факторов среды. Подвижные организмы могут также менять места обитания для успешного осуществления всех своих жизненных функций.Разнообразие индивидуальных реакций на факторы среды

Степеньвыносливости, критические точки,оптимальная и пес- симальные зоныотдельных индивидуумов не совпадают.Эта изменчивость определяется какнаследственными качествами особей, таки половыми, возрастными и физиологическимиразличиями.

Например, для развитияголовастиков вода жизненно необходима,а для взрослой лягушки она не являетсяжизненно важным условием; критическаяминимальная температура для взрослыхособей бабочки огневки мельничной равна- 22 °С, а для гусениц бабочки этого видакритической является температура — 7°С.

Следовательно, экологическаявалентность вида всегда шире экологическойвалентности каждой отдельной особи.

  1. Относительная независимость приспособления организмов к разным факторам

Степеньвыносливости к какому-нибудь факторуне означает соответствующей экологическойвалентности вида по отношению к остальнымфакторам. Например, виды, переносящиеширокие изменения температуры, совсемне обязательно должны также бытьприспособленными к широким колебаниямвлажности или солевого режима.

Например,многие земноводные могут выдерживатьзначительные колебания температуры,но не переносят даже кратковременноговысыхания кожи.Экологические валентностивида по отношению к разным фактораммогут быть очень разнообразными. Этосоздает чрезвычайное многообразиеадаптации в природе.

Набор экологическихвалентностей по отношению к разнымфакторам среды составляет экологическийспектр вида.

  1. Несовпадение экологических спектров отдельных видов

Каждыйвид специфичен по своим экологическимвозможностям. Даже у близких по способамадаптации к среде видов существуютразличия в отношении к каким-либоотдельным факторам.

Оптимальнаязона и пределы выносливости организмовпо отношению к какому-либо фактору средымогут смещаться в зависимости от того,с какой силой и в каком сочетаниидействуют одновременно другие факторы.Эта закономерность получила названиевзаимодействия факторов.

Например, жарулегче переносить в сухом, а не во влажномвоздухе. Угроза замерзания значительновыше при морозе с сильным ветром, чем вбезветренную погоду. Таким образом,один и тот жефактор в сочетании с другимиоказывает неодинаковое экологическоевоздействие.

Наоборот, один и тот жеэкологический результат может бытьполучен разными путями. Например,увядание растений можно приостановитьпутем как увеличения количества влагив почве, так и снижения температурывоздуха, уменьшающего испарение.

Создается эффект частичного взаимозамещенияфакторов.

  1. Закон незаменимости фактора

Вместес тем взаимная компенсация действияфакторов среды имеет определенныепределы, и полностью заменить один изних другим нельзя.

Полное отсутствиеводы или хотя бы одного из основныхэлементов минерального питания делаетжизнь растения невозможной, несмотряна самые благоприятные сочетания другихусловий.

Свет, необходимый растениямдля фотосинтеза, не может быть замененизбытком тепла или углекислого газа.Крайний дефицит тепла в полярных пустыняхнельзя восполнить ни обилием влаги, никруглосуточной освещенностью.

Сучетом закономерностей взаимодействияв сельскохозяйственной практикеэкологических факторов можно умелоподдерживать оптимальные условияжизнедеятельности культурных растенийи домашних животных.

  1. Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора (закон минимума Либиха)

Избытокили недостаток любого абиотическогофактора может повлечь за собой ограничениеили остановку роста популяции видов вэкосистеме, даже если все другие факторыблизки к оптимальному диапазонутолерантности для этих видов живыхорганизмов.

Ограничивающиефакторы среды определяют географическийареал вида. Природа этих факторов можетбыть различной. Так, продвижение видана север может лимитироваться недостаткомтепла, в пустынные районы — недостаткомвлаги или слишком высокими температурами.

Чтобыопределить, сможет ли вид существоватьв данном географическом районе, нужнов первую очередь выяснить, не выходятли какие-либо факторы среды за пределыего экологической валентности, особеннов наиболее уязвимый период развития.

Выявлениеограничивающих факторов очень важно впрактике сельского хозяйства, так как,направив основные усилия на их устранение,можно быстро и эффективно повыситьурожайность растений или производительностьживотных.

Источник: https://studfile.net/preview/8180431/page:2/

Занятие «Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды. Активная и скрытая жизнь»

3.4. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды

Занятие 3. «Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды. Активная и скрытая жизнь»
Анабиоз, криптобиоз и гипобиоз – основные типы скрытой жизни.

Сопротивление и избегание – способы переживания неблагоприятных условий в активном состоянии.

3.1 Анабиоз

При ухудшении условий среды многие виды способны приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни.

Это явление было обнаружено в начале XVIII столетия Антони ван Левенгуком, который впервые наблюдал в сделанный им микроскоп мир мелких организмов. Он заметил и описал, что некоторые из них могут полностью высыхать на воздухе, а затем «оживать» в воде.

В высушенном состоянии они кажутся полностью безжизненными. Позднее такое состояние мнимой смерти было названо анабиозом («ана» — нет, «биос» — жизнь).

Глубокий анабиоз — это практически полная остановка обмена веществ. В отличие от смерти организмы могут при этом возвращаться к активной жизни. Переход в состояние анабиоза чрезвычайно расширяет возможности выживания организмов в самых суровых условиях. В опытах высушенные семена и споры растений, некоторые мелкие животные — коловратки рис.

1, нематоды выдерживают длительное время температуры жидкого воздуха (-190 °С) или жидкого водорода (-259,14 С).

Однако, при образовании кристаллов льда оживление становится невозможным, так как они разрушают структуру белковых молекул.

Анабиоз происходит при высушивании и воздействии низких температур — в таком случае процесс дегидратации не затрагивает структуру белка. Анабиоз широко распространен среди спорообразующих бактерий и грибков — такие микроорганизмы могут погружаться в сон на тысячи лет.

Черви, некоторые виды раков и моллюсков, а также земноводные и пресмыкающиеся теряют при анабиозе часть воды в теле, однако после анабиоза восстанавливают баланс воды, необходимый для поддержания нормальной жизнедеятельности.

Состояние анабиоза возможно лишь при полном обезвоживании организмов. При этом важно, чтобы потеря воды клетками тела не сопровождалась нарушением внутриклеточных структур. Большинство видов к этому не способно. Например, в клетках высших растений имеется обычно большая центральная вакуоль с запасом влаги.

При высыхании она исчезает, клетка меняет форму, сжимается, и ее внутреннее строение нарушается. Поэтому глубокий анабиоз в природе встречается редко. Однако замедление обмена веществ и понижение жизнедеятельности в неблагоприятных условиях — явление широко распространенное.

Клетки тела при этом частично обезвоживаются, происходит также и другая перестройка их состава.

Рис.1 Коловратка Рис. 2 Анабиоз коловратки

3.2 Криптобиоз

Состояние организмов, близкое к анабиозу, называют криптобиозом или скрытой жизнью («криптос» — скрытый). В состоянии пониженного обмена веществ организмы резко повышают свою устойчивость и очень экономно тратят энергию.

К явлениям скрытой жизни относятся оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве, а мелких обитателей — в пересыхающих водоемах В неактивном состоянии часто находятся в природе многие виды бактерий, пока не возникнут благоприятные условия для их размножения.

Одним из примеров организмов, способных к криптобиозу являются личинки комаров-звонцов вида Polypedilum vanderplanki рис.3.

Рис.3 личинки комаров-звонцов вида Polypedilum vanderplanki

Они способны выживать в экстремальных условиях, длительное время существуя в состоянии почти полного обезвоживания и быстро возвращаться к жизни при наступлении благоприятных условий. В условиях криптобиоза тело личинки Polypedilum vanderplanki «высыхает» — до 3 % содержания воды от общей массы тела. В обезвоженном состоянии личинки становятся невосприимчивыми к многим экстремальным условиям окружающей среды. Может выжить при температуре от −170 °C до +106 °C, очень высоких (до 7000 Грей) уровнях гамма-излучения и воздействии вакуума
3.3 Гипобиоз

Гипобиоз обратимое резкое снижение интенсивности процессов жизнедеятельности у животных, позволяющее сократить энергетические затраты организма в неблагоприятных условиях.

Различают естественный (природный) гипобиоз — состояние, наблюдаемое в природе при определенных условиях у различных животных, и искусственный гипобиоз — клинический аналог природного.

Понятие «гипобиоз» объединяет явления, характеризующиеся временным снижением функционирования жизнеспособных структур организма, например, осенне-зимний покой у растений или их клубней, корней и других частей; диапауза у насекомых; зимняя и летняя спячка животных.

(Иногда в литературе понятия анабиоза и спячки употребляются как синонимы, тогда как они представляют собой разные состояния — анабиоз — приостановленная жизнедеятельность; спячка — лишь замедленная и ограниченная жизнедеятельность, т. е. гипобиоз).

Для многих организмов (или их зародышей) в природных условиях (например, споры микроорганизмов, цисты простейших, мхи, лишайники, личинки ряда насекомых, коловратки, тихоходки) существуют полные ряды естественных состояний перехода от активной жизнедеятельности до анабиоза (биоз — гипобиоз —мезабиоз — анабиоз).

Этот ряд у большинства высших растений (за исключением их семян) заканчивается глубоким гипобиозом — осенне-зимним покоем; у зимоспящих животных — спячкой (при этом наблюдаются переходы бодрствование — дремотные состояния — сон — спячка). Для организмов, не приспособленных к анабиозу, такие ряды являются неполными.

Например, у высших незимоспящих животных и человека этот ряд завершается неглубокой формой гипобиоза — сном.

Различают три естественных состояния гипобиоза: суточный гипобиоз, связанный с изменениями условий среды, происходящими в течение суток; сезонный гипобиоз, начинающийся перед периодически повторяющимся наступлением неблагоприятных условий внешней среды (причем сигнальное воздействие внешних факторов происходит у разных организмов по-разному); вынужденный гипобиоз, наступающий в результате прямого воздействия неблагоприятных для жизнедеятельности условий внешней среды и прекращающийся непосредственно после их изменения в лучшую сторону.

Искусственный гипобиоз

В экспериментальной биологии и в различных областях медицины — хирургии, терапии — все более широкое применение находит метод искусственного снижения метаболизма теплокровных животных и человека, или искусственный гипобиоз.

Состояние гипобиоза отличается от любой разновидности гипотермии существенным снижением уровня потребления кислорода и оксигенации тканей: при гипобиозе потребление кислорода в 2 раза ниже, чем при равной по глубине гипотермии, а потребление кислорода в состоянии глубокого гипобиоза составляет 1/6 — 1/7 от нормы.

Искусственный гипобиоз характеризуется также снижением минутного объема сердца и показателей дыхания.

Стабилизированное состояние гипобиоза (по сравнению с состоянием гипотермии) характеризуется снижением количества катехоламинов в крови, а содержание глюкозы, напротив, поддерживается на уровне верхней границы нормы, в то время как при гипотермии наблюдается повышение содержания глюкозы в плазме крови.

Все этапы развития и поддержания гипобиоза сопровождаются повышением содержания мочевины в тканях мозга. Аналогичные сдвиги в содержании мочевины в мозге были отмечены у сусликов в период зимней спячки. По мнению ряда исследователей (М. С. Гаевская и др., 1963), мочевина защищает белковые молекулы от конформационных изменений при пониженных температурах.

3.4Сопротивление и избегание – способы переживания неблагоприятных условий в активном состоянии

Избегание неблагоприятных воздействий – выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года.

Обычный путь таких приспособлений – миграция.

Эволюционно возникающие приспособления организмов к условиям среды обитания, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей носит название адаптации. Существуют различные типа адаптаций.

Морфологические адаптации. У организмов возникают такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях.

Например, обтекаемая форма тела у водных животных, строение суккулентов, приспособления галофитов.

Морфологический тип адаптации животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называют жизненной формой вида. В процессе приспособления к одинаковым условиям среды разные виды могут иметь сходную жизненную форму.

Например, кит, дельфин, акула, пингвин.

Физиологические адаптации проявляются в особенностях ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемого составом пищи.

Например, обеспечение влагой за счет окисления жира у верблюдов.

Поведенческие адаптации – проявляются в создании убежищ, передвижении с целью выбора наиболее благоприятных условий, отпугивание хищников, затаивание, стайное поведение и др.

Адаптации каждого организма определяются его генетической предрасположенностью.

 Правило соответствия условий среды генетической предопределенности гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать.

Резкое и быстрое изменение условий среды обитания может привести к тому, что скорость приспособительных реакций будет отставать от изменения условий среды, что приведет к иллиминации вида. Сказанное в полной мере относится и к человеку.

Достарыңызбен бөлісу:

Источник: http://dereksiz.org/zanyatie-osnovnie-puti-prisposobleniya-jivih-organizmov-k-uslo.html

Scicenter1
Добавить комментарий