Избегание неблагоприятных воздействий: третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех

Биология в лицее

Избегание неблагоприятных воздействий:  третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех

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

Что такое избегание неблагоприятных условий внешней среды. Активные, пассивные и избегающие адаптации организмов к неблагоприятным факторам среды

Избегание неблагоприятных воздействий:  третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех

Во всем разнообразии приспособлений живых организмов к неблагоприятнымусловиям среды можно выделить три основных пути.

Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитиерегуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функцииорганизмов, несмотря на отклонения фактора от оптимума.

По отношению ктемпературе, например, этот путь в зачаточной форме проявляется у некоторыхвысших растений, несколько сильнее развит у пойкилотермных животных, ноособенно ярко выражен при гомойотермии.

Активное противостояние иссушениюособенно характерно для склерофитов среди растений, ксерофильных насекомых(например, пустынных чернотелок), крупных гомойотермных животных аридныхрайонов.

Пассивный путь – подчинение жизненных функций организмаизменению факторов среды. При недостатке тепла это приводит к угнетениюжизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономномуиспользованию энергетических запасов.

Компенсаторно повышается устойчивостьклеток и тканей организма. Пассивный путь адаптации к влиянию неблагоприятныхтемператур свойствен всем растениям и пойкилотермным животным.

Средимлекопитающих и птиц преимущества пассивного приспособления в неблагоприятныепериоды года используют гетеротермные виды, впадающие в оцепенение или спячку.Элементы пассивной адаптации присущи и типичным гомойотермным животным,обитающим в условиях крайне низких температур.

Это выражается в некоторомснижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяетэкономнее тратить ресурсы по сравнению с быстро развивающимися видами.

Пассивное подчинение водному режиму среды свойственно пойкилогидрическимрастениям и животным, способным выносить высыхание: напочвенным водорослям,лишайникам, нематодам, коловраткам и т. п.

Избегание неблагоприятных воздействий – третий возможныйпуть приспособления к среде. Общий способ для всех групп организмов – выработкатаких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развитиязавершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периодыгода.

Для животных основным способом избегания пессимальных температур являютсяразнообразные формы поведения. Изменения в ростовых процессах растений – визвестной мере экологический аналог поведения животных. Например, карликовостьтундровых растений помогает организмам использовать тепло приземного слоя иизбегать влияния низких температур воздуха.

Растения-эфемероиды в жаркихпустынях избегают засухи, успевая отцвести за краткий весенний период.

Избегание, уход от действия крайних температур или недостатка влагисвойствен организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном путиадаптации к среде. Все три пути приспособления характерны и по отношению кдругим экологическим факторам среды. Чаще всего приспособление вида к средеосуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптаций.

https://www.youtube.com/watch?v=iR-VlqpnJpI

Температура влияет на все жизненноважные процессы и прежде всего наскорость и характер протекания реакцийобмена веществ в организмах. У большинстваорганизмов процессы жизнедеятельностипротекают при температурах от -4 о Сдо +40-45 о С, а оптимум температурногофактора составляет 15-30 о С.

Однаконекоторые живые организмы выдерживаютеё значительные колебания от +50-60 о С в пустынях до -70-80 о С в Антарктиде.Отдельные виды бактерий и цианей могутсуществовать в горячих источниках притемпературе около +80 о С. Полярныеводы с температурой от 0 до -2 о Снаселены разнообразными представителямиживотного и растительного мира:беспозвоночными, рыбами, водорослями.

Наиболее стабильные температурныеусловия сохраняются в океане, а наиболееизменчивые характерны для наземно-воздушнойсреды.

Температура различных сред жизни зависитот потока солнечной радиации и подверженасезонным и суточным колебаниям в разныхчастях Земли. Некоторые насекомыепереносят понижение температуры до-20,-45 о С; лиственница, образующаялеса в районе г. Верхоянска выдерживаетот -50 до -70 о С.

Различают организмыс непостоянной температурой тела –пойкилотермныеи организмы спостоянной температурой тела –гомойотермные.Жизнедеятельностьпойкилотермных организмов (микроорганизмы,растения, беспозвоночные, рыбы,земноводные, пресмыкающиеся) зависитв значительной степени от значенийтемпературы окружающей среды.

Еёповышение за определенных пределоввызывает у них интенсификацию жизненныхпроцессов и ускорение развития. Угомойотермных животных (птицы,млекопитающие) теплота вырабатываетсякак продукт биохимических реакций,служит источником повышения температуры их тела и стабилизации её на постоянномуровне независимо от температурыокружающей среды.

Важную роль винтенсификации обменных процессов угомойотермных организмов сыграли такиеароморфозы как:

Четырехкамерное сердце;

Полная изоляция артериальной и венознойкрови;

Совершенные органы дыхания – легкие.

Поддержание и сохранение высокойтемпературы тела у теплокровных животныхосуществляется благодаря:

Интенсивному обмену веществ;

Совершенным механизмам теплорегуляции:

1)химическая терморегуляция(усилениеобразования тепла при снижении температурыи ослабление при её повышении);

2)физическая терморегуляция(изменениеуровня теплоотдачи – при повышенныхтемпературах теплоотдача увеличивается,а при низких – уменьшается);

3)поведенческая терморегуляция(перемещение в более благоприятныеусловия – перелеты птиц, зимовка вберлоге).

Хорошей тепловой изоляции, создаваемойгустым волосяным покровом, оперениемили слоем подкожного жира.

Приспособлениями растительных и животныхорганизмов к температурным колебаниямстали: миграции, оцепенение, анабиоз идр.

Миграцияпереселение в болееблагоприятные условия(перелеты птиц,миграции рыб, насекомых и др.).

Оцепенениесостояниеживотного, характеризующееся прекращениемпитания, снижением всех физиологическихфункций.Некоторые насекомые, рыбы,земноводные впадают в оцепенение притемпературах ниже +10 о С, а другие- только при температуре близкой к нулю.Вмерзшие в лед лягушки после оттаиваниявозвращаются к активной жизнедеятельности.

Зимняя спячкасостояние уживотных, характеризующееся пониженнымуровнем обмена веществ.Поддерживаетсятакое состояние за счет запасов энергии(жира), накопленных ранее.

Вспячку при понижении температуры могутвпадать млекопитающие – медведи,барсуки, ежи. Пустынные грызуны,черепахи и другие животные впадают вспячку на несколько летних месяцев, чтообусловлено в основном нехваткой воды.

Холодостойкость многих низших организмов обусловленаспособностью клеток накапливать веществас криопротекторными (холодозащитными)свойствами: солей, глицерина, сахарозыи др.

и снижением в них количества водыВ жаркое время года включаютсяфизиологические механизмы, препятствующиеперегреву: у растений усиливаетсятранспирация с поверхности листьев; уживотных также усиливается испарениеводы через кожные покровы и дыхательнуюсистему.

Спорообразующие бактерии

Грибы

Простейшие

Семена и споры

СКРЫТАЯЖИЗНЬ: ГИПОБИОЗИКРИПТОБИОЗ

Гипобиоз —

Прямое замедление обмена веществ привоздействии неблагоприятных факторов сбыстрым возвращением к активнойжизни (оцепенение насекомых припонижении температуры, вмерзание в ледрастений, животных)

Криптобиоз —

Составная часть жизненного циклаорганизмов, генетическизапрограммированная (зимний покойрастений, спячка животных, диапауза –приостановка развития яйцеклетки). Изкриптобиоза организм нельзя вывести сразу,простым изменением среды.

ПАССИВНЫЙПУТЬЕДОСТАТКИИДОСТОИНСТВА

Неспособность кактивности приухудшении условийсреды

Возможностьпереживатьнеблагоприятныеизменения средыобитания, экономяпри этом затратыэнергии на своесуществование

Недостатки

Достоинства

ИЗБЕГАНИЕНЕБЛАГОПРИЯТНЫХУСЛОВИЙ

Выработка таких жизненных циклов, прикоторых наиболее уязвимые стадии развитиязавершаются в самые благоприятные потемпературным и другим условиям периодыгода.

Активный поиск других условий обитания.

Доступность:

Подвижные животные, способные перемещатьсяв пространстве.

ИЗБЕГАНИЕНЕБЛАГОПРИЯТНЫХУСЛОВИЙ

Кочевки северных оленей

Миграциидеревенской ласточки

Направления путей перелетных птиц

ВЫВОД:

Все три пути выживания могут сочетаться упредставителей одного и того же вида.

Избегание,уход от действия крайних температур илинедостатка влаги свойствен организмам в тойили иной мере и при активном, и при пассивномпути адаптации к среде.

Все три путиприспособления характерны и по отношению кдругим экологическим факторам среды. Чаще всегоприспособление вида к среде осуществляется темили иным сочетанием всех трех возможных путейадаптаций.

Многие растения и животные при постепеннойподготовке успешно переносят предельнонизкие температуры в состоянии глубокопокоя или анабиоза.

Анабиоз– такое состояние живых организмов,при котором все жизненные процессыпочти прекращены или настолько снижены,что видимые проявления жизни отсутствуют.

В таком состоянии повышается устойчивость(резистентность) организмов к рядунеблагоприятных факторов: недостаткукислорода, влаги (большинство бактерий,протистов, низших ракообразных), действиюядовитых веществ и ионизирующих излученийи др.

Рис. Тихоходка – один из видов животных,впадающих в анабиоз.

У растений в процессе эволюциисформировались следующие приспособления:

а)к высоким температурам:

Усиленная транспирация;

Блестящая поверхность и густое опушениелистьев;

Вертикальное положение листьев;

Уменьшение поверхности листьев;

б)к низким температурам:

Листопад;

Отмирание наземных частей;

Утолщение пробкового слоя;

Высокая концентрация углеводов и другихорганических веществ в цитоплазмеклеток;

Способность связывать значительноеколичество воды.

При всем мноогобразии форм и механизмов адаптаций живых организмов к воздействию неблагоприятных факторов среды их можно сгруппировать в три основных пути: активный, пассивный и избегание неблагоприятных воздействий. Все эти пути имеют место по отношению к любого экологическому фактору, будь то свет, тепло или влажность.

Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей, дающих возможность пройти жизненный цикл и дать потомство, несмотря на отклонения условий среды от оптимальных.

В большей степени этот путь свойствен гомойтермным организмам, но проявляется и у ряда высших растений (ускорение темпов нарастания-отмирания побегов, корней, быстрое цветение).

Механизмы – преимущественно биохимические адаптации.

Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма внешним условиям. Заключается в экономном использовании энергетических ресурсов при ухудшении условий жизни, повышении устойчивости клеток и тканей.

Проявляется в снижении интенсивности обменных процессов, замедлении скорости роста и развития, летнем сбрасывании листьев, минимизации растений.

… Наиболее выражен у растений и пойкилотермных животных, у млекопитающих и птиц – только у гетеротермных видов, обладающих способностью впадать в спячку.

Избегание неблагоприятных условий среды – характерно для всех живых существ. Прохождение жизненных циклов в наиболее благоприятное время года (активные процессы – в вегетационный сезон, зимой – состояние покоя). Для растений – защищенность почек возобновления и молодых тканей снежным покровом, подстилкой; отражение солнечных лучей.

Многие мелкие растения переносят низкие зимние температуры, зимуя под снегом, не имея никаких адаптивных черт в виде изменения органов или клеток. У некоторых из них адаптации проявляются не по отношению к температуре, а по отношению к защитному фактору.

ПРИМЕР – перезимовка мелких растений под слоем опада и снега; полегание с наступлением морозом ветвей кедрового стланика (Pinus pumila) на поверхность. Вторая очень интересная реакция стланика на холод. Она вызвана неравномерным развитием толщины годичных колец – более узких с нижней стороны побегов.

По мере замерзания клеточного сока происходит преимущественное увеличение поверхности побега с той стороны, где кольца шире. Постепенно побег распрямляется и, принимая горизонтальное положение, ложится на землю. Весной происходит обратный процесс, но более быстрый.

Аналогично, по-видимому, ведет себя и ольховник, имеющий такую же ЖФ, как и кедровый стланик.

Извилистость стволов каменных берез некоторыми исследователями тоже трактуется, как адаптация вида к холоду. «Извиваясь», ствол дерева еще какое-то время задерживается в более теплом приземном слое.

Это имеет место, как на европейском Севере, так и на Севере Дальнего Востока.

Следует отметить также неравномерность распускания листьев в кронах березы, и разрастание нижних ветвей, прижимающихся к поверхности и укрывающих корнеобитаемый слой.

Состояния покоя

Все растения и животные подготавливаются к зиме, при этом замедляются физиолого-биохимические процессы.

У растений прекращается рост. У древесных пород, впадающих в состояние покоя, интенсивность дыхания снижается до 1/200 – 1/400 от летнего. Органический покой характерен для плодов, клубней, почек (спящие почки).

Они не прорастают, не распускаются до весны или до поры, пока не получат «сигнал» факторов среды, пока не произойдут биохимические реакции в эмбриональных клетках и тканях.

Глубокий покой – наступает одновременно с органическим; степень глубины зависит от вида растений и условий осени; обеспечивает морозоустойчивость. Вынужденный покой – задержка весеннего развития из-за неблагоприятных условий.

У животных тоже несколько состояний покоя. Спячка – летняя – из-за высоких температур и дефицита воды, зимняя – из-за холода. Не всегда у млекопитающих во время зимнего сна замедляются обменные процессы – у бурых и белых медведей зимой рождаются детеныши.

Анабиоз – состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замирают, что признаки жизни отсутствуют. Организм обезвоживается и потому может переносить очень низкие температуры (до -271 °С), но при этом не происходит нарушения макромолекул в клетках.

Анабиоз характерен для спор, семян, высохших лишайников, муравьев, простейших одноклеточных.

Диапауза – состояние временной пониженной физиологической активности – свойственна членистоногим. В этот период замедляются процессы обмена, повышается устойчивость к неблагприятным условиям среды.

Различают зимнюю и летнюю (у дождевых червей, укольчатого шелкопряда, дубовой и ореховой павлиноглазки, листоедов) диапаузы. Может наступать на определенной стадии развития (куколки, гусеницы, яйца), длится от нескольких недель до года и часто не связана с ухудшением условий.

У сумчатых может непредсказуемо задержаться развитие плода до наступления благоприятного сочетания факторов среды – ответная «спячка».

Поведенческие реакции. Все животные активно перемещаются в места с более благоприятными температурами (в жару – в тень, в холодные дни – на солнце или в укрытие), скучиваются или рассредоточиваются, во время спячки скручиваются клубком, выбирают или создают убежища с определенным климатом, проявляют активность в определенное время суток.

При понижении температуры переходят на питание более калорийной пищей (олени – лишайники, чозения; белки – семена хвойных). Для животных – разные формы поведения.

В качестве примера можно привести смену стаций обитаний эктотермными видами (насекомые, членистоногие, пресмыкающиеся) в разных зонах (правило смены ярусов) и в разное время суток, эндотермными видами – обустройство жилищ, гнезд и смена места пребывания при резкой смене условий среды в течение суток, миграции при смене сезонов года.

Виды сходно реагируют на совокупность факторов, но нет видов и популяций, реагирующих на них совершенно одинаково. Может быть, они различаются по реакции всего на один фактор, и то незначительно, но и этого достаточно, чтобы занять в одном биоценозе разные местообитания – микросайты (пример ольховника и кедрового стланика).

Особенно четко различия в экологических требованиях проявляются на границах ареалов, в экстремальных условиях произрастания. Этими различиями определяется избирательное отношение к заселяемым территориям и многовидовой характер сообществ. На разных почвах в разных климатических зонах формируются разные экосистемы.

В свою очередь в них создаются неодинаковые условия для животных и микроорганизмов.

Исторически приспосабливаясь к абиотическим факторам среды, вступая во взаимоотношения (биотические, трофические) друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются в пространстве по различным средам, формируя самые разнообразные экосистемы (биогеоценозы), в конечном итоге объединяющиеся в мегаэкосистему – биосферу Земли.

Источник: https://lunniy-kalendar.ru/viticulture/what-is-the-avoidance-of-adverse-environmental-conditions-active-passive-and-avoiding-adaptation-of-organisms-to-adverse-environmental-factors.html

Пути приспособления микроорганизмов

Избегание неблагоприятных воздействий:  третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ  ФГОБУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»  

Кафедра ____________________________________ 

 
РЕФЕРАТ

 
Тема: «__________________________________________________________» 

Оренбург – 2013г.

Введение…………………………………………………………………………………………………….3

1.Пассивный и активный пути приспособления организмов……………………….. 5

    1. Избегание неблагоприятных условий как путь адаптации организма……………………………………………………………………………………..8

2. Анабиоз как вид адаптации к неблагоприятным условиям окружающей среды……………………………………………………………………………………………………….10

Заключение……………………………………………………………………………………………….14

Список использованной литературы………………………………………………………….15

Введение

Во всем разнообразии приспособлений живых организмов к неблагоприятным условиям среды можно выделить три основных пути. Активный путь   – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на отклонения фактора от оптимума.

По отношению к температуре, например, этот путь в зачаточной форме проявляется у некоторых высших растений, несколько сильнее развит у пойкилотермных животных, но особенно ярко выражен при гомойотермии.

Активное противостояние иссушению особенно характерно для склерофитов среди растений, ксерофильных насекомых (например, пустынных чернотелок), крупных гомойотермных животных аридных районов.   Пассивный путь   – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды.

При недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов. Компенсаторно повышается устойчивость клеток и тканей организма. Пассивный путь адаптации к влиянию неблагоприятных температур свойствен всем растениям и пойкилотермным животным.

Среди млекопитающих и птиц преимущества пассивного приспособления в неблагоприятные периоды года используют гетеротермные виды, впадающие в оцепенение или спячку. Элементы пассивной адаптации присущи и типичным гомойотермным животным, обитающим в условиях крайне низких температур.

Это выражается в некотором снижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяет экономнее тратить ресурсы по сравнению с быстро развивающимися видами.        Пассивное подчинение водному режиму среды свойственно пойкилогидрическим растениям и животным, способным выносить высыхание: напочвенным водорослям, лишайникам, нематодам, коловраткам и т. п.

  Избегание неблагоприятных воздействий   – третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех групп организмов – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года.

Для животных основным способом избегания пессимальных температур являются разнообразные формы поведения. Изменения в ростовых процессах растений – в известной мере экологический аналог поведения животных. Например, карликовость тундровых растений помогает организмам использовать тепло приземного слоя и избегать влияния низких температур воздуха.

Растения-эфемероиды в жарких пустынях избегают засухи, успевая отцвести за краткий весенний период. Избегание, уход от действия крайних температур или недостатка влаги свойствен организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном пути адаптации к среде. Все три пути приспособления характерны и по отношению к другим экологическим факторам среды.

Чаще всего приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптаций.

  1. Пассивный и активный пути приспособления организмов

  Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, явление скрытой жизни, сопровождающееся приостановлением жизнедеятельности при пересыхании водоема, похолодании и т.д., вплоть до состояния мнимой смерти или анабиоза.

          Например, высушенные семена растений, их споры, а также мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдерживать температуры ниже 200оС. Примеры анабиоза? Зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве.

      Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых живых организмов, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой.

  При недостатке тепла подчинение неблагоприятным условиям среды приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов. Компенсаторно повышается устойчивость клеток и тканей организма.

Пассивный путь адаптации к влиянию неблагоприятных температур свойствен всем растениям и пойкилотермным животным. Среди млекопитающих и птиц преимущества пассивного приспособления в неблагоприятные периоды года используют гетеротермные виды, впадающие в оцепенение или спячку.

Элементы пассивной адаптации присущи и типичным гомойотермным животным, обитающим в условиях крайне низких температур.

Это выражается в некотором снижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяет экономнее тратить ресурсы по сравнению с быстро развивающимися видами.   Пассивное подчинение водному режиму среды свойственно пойкилогидрическим растениям и животным, способным выносить высыхание: напочвенным водорослям, лишайникам, нематодам и т.п.

Состояния покоя

  Все растения и животные подготавливаются к зиме, при этом замедляются физиолого-биохимические процессы.     У растений прекращается рост. У древесных пород, впадающих в состояние покоя, интенсивность дыхания снижается до 1/200 – 1/400 от летнего. Органический покой характерен для плодов, клубней, почек (спящие почки).

Они не прорастают, не распускаются до весны или до поры, пока не получат «сигнал» факторов среды, пока не произойдут биохимические реакции в эмбриональных клетках и тканях. Глубокий покой – наступает одновременно с органическим; степень глубины зависит от вида растений и условий осени; обеспечивает морозоустойчивость.

Вынужденный покой – задержка весеннего развития из-за неблагоприятных условий.    У животных тоже несколько состояний покоя. Спячка – летняя – из-за высоких температур и дефицита воды, зимняя – из-за холода.

Не всегда у млекопитающих во время зимнего сна замедляются обменные процессы – у бурых и белых медведей зимой рождаются детеныши. Анабиоз – состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замирают, что признаки жизни отсутствуют.

Организм обезвоживается и потому может переносить очень низкие температуры (до -271 °С), но при этом не происходит нарушения макромолекул в клетках. Анабиоз характерен для спор, семян, высохших лишайников, муравьев, простейших одноклеточных.

Диапауза – состояние временной пониженной физиологической активности; нередко встречается у членистоногих. В данном периоде замедляются процессы обмена, повышается устойчивость к неблагоприятным условиям среды.

Различают зимнюю и летнюю (у дождевых червей, у дубовой и ореховой павлиноглазки, листоедов) диапаузы. Может наступать на определенной стадии развития (куколки, гусеницы, яйца), длится от нескольких недель до года и часто не связана с ухудшением условий.

У сумчатых может непредсказуемо задержаться развитие плода до наступления благоприятного сочетания факторов среды – ответная «спячка».

Роль поведенческих реакций в пассивной адаптации. Все животные активно перемещаются в места с более благоприятными температурами (в жару – в тень, в холодные дни – на солнце или в укрытие), скучиваются или рассредоточиваются, во время спячки скручиваются клубком, выбирают или создают убежища с определенным климатом, проявляют активность в определенное время суток.

  При понижении температуры переходят на питание более калорийной пищей (олени – лишайники; белки – семена хвойных). Для животных – разные формы поведения.

В качестве примера можно привести смену стадий обитаний эктотермными видами (насекомые, членистоногие, пресмыкающиеся) в разных зонах (правило смены ярусов) и в разное время суток, эндотермными видами – обустройство жилищ, гнезд и смена места пребывания при резкой смене условий среды в течение суток, миграции при смене сезонов года.

          Виды сходно реагируют на совокупность факторов, но нет видов и популяций, реагирующих на них совершенно одинаково. Может быть, они различаются по реакции всего на один фактор, и то незначительно, но и этого достаточно, чтобы занять в одном биоценозе разные местообитания – микросайты (пример ольховника и кедрового стланика).

Особенно четко различия в экологических требованиях проявляются на границах ареалов, в экстремальных условиях произрастания. Этими различиями определяется избирательное отношение к заселяемым территориям и многовидовой характер сообществ. На разных почвах в разных климатических зонах формируются разные экосистемы.

В свою очередь в них создаются неодинаковые условия для животных и микроорганизмов. Исторически приспосабливаясь к абиотическим факторам среды, вступая во взаимоотношения (биотические, трофические) друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются в пространстве по различным средам, формируя самые разнообразные экосистемы (биогеоценозы), в конечном итоге объединяющиеся в мегаэкосистему – биосферу Земли.

Активный путь

  Активный путь – способствует усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы. Например, теплокровность у млекопитающих и птиц.

    1. Избегание неблагоприятных условий как путь адаптации организма

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.

     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.

Ярким примером избегания зимней бескормицы и холодов являются дальние перелеты 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.

  1. Анабиоз как вид адаптации к неблагоприятным условиям окружающей среды

  При ухудшении условий среды многие виды способны приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни. Это явление было обнаружено в начале XVIII столетия А. 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).     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.     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.

           Способность к анабиозу и последующему восстановлению жизнедеятельности отмечена в экспериментах с мелкими организмами (в первую очередь обитающими в условиях резкого изменения условий влажности – в мелких пересыхающих водоемах, в слоевищах лишайников и т.д.) простейшими, коловратками, нематодами, а также со спорами растений и грибов, семенами и т.п.

         Необходимое условие анабиоза – практически полное удаление воды из клеток, а условие возможности восстановления жизнедеятельности – сохранение неразрушенными внутриклеточных органелл и мембран. В таких клетках вода содержится в очень мелких многочисленных вакуолях.

В состоянии анабиоза организмы сохраняют жизнеспособность неопределенно долгое время и при этом способны переносить невероятно низкие температуры (до –271 °С), сильное радиоактивное облучение, действие различных ядов и др. Споры бактерий из нижних слоев антарктического ледяного щита возвращались к жизни, пролежав там десятки, сотни тысяч, а возможно, и миллионы лет.

        Большинство организмов не способно к полному анабиозу из-за сложности строения клеток и невозможности сохранить их структуру при полном обезвоживании. Однако замедление обмена веществ вплоть до глубокого покоя – очень широко распространенная адаптация, значительно расширяющая возможности выживания. Она получила название латентная, или скрытая, жизнь.

Выделяют две формы скрытой жизни – гипобиоз и криптобиоз.          Гипобиоз – прямое замедление обмена веществ при действии неблагоприятного фактора с быстрым возвращением к активной жизни, если фактор перестает действовать.

Таково, например, оцепенение насекомых при понижении дневной температуры; вмерзание в лед водных растений, личинок стрекоз или лягушек (если кристаллики льда образуются не в клетках, а только во внеклеточной жидкости, при оттаивании их жизнедеятельность восстанавливается). Если условия жизни благоприятны, гипобиоз не наступает, и организмы активны в течение всей жизни.

  Криптобиоз составляет часть жизненного цикла организмов. Он генетически запрограммирован и приурочен к наступлению неблагоприятного времени года. Организмы готовятся к нему заранее и впадают в криптобиоз, даже если условия остаются постоянными. Таков, например, зимний покой растений. Листопадное дерево в определенный период сбросит листву, даже если выращивать его в теплице.

К явлениям криптобиоза относятся спячка животных и различные проявления диапаузы – приостановки развития в яйцах, семенах, на разных этапах жизни насекомых, в эмбриональном развитии некоторых млекопитающих, которые приходятся на зимнее время или другие неблагоприятные, регулярно повторяющиеся периоды года.

Из криптобиоза организм нельзя вывести сразу, простым изменением условий, нужно время, чтобы он начал реагировать на определенные сигнальные факторы.        Знание путей и возможностей адаптаций организмов используется при разработке биологических технологий. Например, явление анабиоза коренным образом изменило режим содержания культур микроорганизмов.

Штаммы с интересующими человека свойствами раньше хранили в активном состоянии, что требовало постоянного их пересева и не давало гарантии сохранения свойств из-за постоянно возникающих мутаций. Теперь их держат при температурах, близких к абсолютному нулю, в состоянии анабиоза.

Сходные технологии применяют для хранения клеток и тканей в медицинских целях, спермы ценных производителей при селекции животных, генетического материала видов, которым грозит вымирание, и т.п. Разработка любых биотехнологий требует глубокого знания адаптивных особенностей используемых видов.

      Явление анабиоза при высушивании и низкой температуре широко распространено среди микроорганизмов. Наиболее стойки к высушиванию, охлаждению и нагреванию спорообразующие бактерии, а также грибки. Споры сибиреязвенной палочки долгие годы не теряют жизнеспособности ни в сухой почве степей и пустынь, ни в замерзшей почве арктической тундры. Многие бактерии, не образующие спор, переносят длительное охлаждение до t° ниже 0°, что позволяет выделять их чистые культуры из трупов и других объектов, в которых при обычных условиях развивается и другая микрофлора. Стойки к высыханию и охлаждению некоторые виды патогенных фильтрующихся вирусов. Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используют при изготовлении сухих живых вакцин, длительном сохранении штаммов бактерий, вирусов и клеток опухолей, консервировании тканей для трансплантации. При сохранении микробов, высушенных вместе со специальной средой при низкой температуре, иммунизирующие свойства вакцин не теряются в течение нескольких месяцев и даже лет. Чистые культуры вирусов также сохраняют длительный срок в подсушенных и замороженных тканях восприимчивых животных.

Заключение

  Каждый из 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.

Список используемой литературы

     1. Билич Г.Л., Крыжановский В.А. Биология. – ООО «Издательский дом     «Оникс 21 век»», 2010г. – 1088с. (стр.1017 – 1021)

  1. Воронцов Н.Н. Теория эволюции: истоки, постулаты и проблемы. – М.: «Знание», 2009г. – 64с.
  2. Рувинский А.О. (ред.) Общая биология. М.: «Просвещение», 2010 – 544с. (стр.272 -277)
  3. Иванов В.П., Васильева О.В. Основы экологии. М.: СпецЛит, 2010г. – 192с.
  4. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек-экономика-биота-среда. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2011г. – 245с.
  5. Экология: учебное пособие для ВУЗов. М.: Издательство МГОУ, 2010г. – 163с.
  6. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии: Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2012г. – 341с.
  7. Сибирский экологический журнал. 2011. Том 18. № 2. СО РАН.
  8. Степановских А.С. Биологическая экология. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2010г. – 244с.
  9. Тюкин И. Ю., Терехов В. А. Адаптация в нелинейных динамических системах. М.: ЛКИ, 2010г. – 384с.
  10. Чернова И.А, Пономарева Т.В. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные, их влияние на организмы. М.: Физикон, 2011г. – 243с.

Источник: https://www.myunivercity.ru/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F/%D0%9F%D1%83%D1%82%D0%B8_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D0%B2/190640_2352989_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B01.html

Основные пути приспособления организмов к среде

Избегание неблагоприятных воздействий:  третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех

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.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 3624; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

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

Scicenter1
Добавить комментарий