Dzīvo organismu pielāgošanās videi veidi. Organisma adaptācijas. Iespēja patiesi pielāgoties bezsvara stāvoklim, kurā regulēšanas sistēma ir pārstrukturēta, adekvāta eksistencei uz Zemes, ir hipotētiska un prasa zinātnisku apstiprinājumu.

Pielāgojumi – dažādi pielāgojumi videi, ko evolūcijas procesā izstrādājuši organismi. Adaptācijas izpaužas dažādos dzīvās vielas organizācijas līmeņos: no molekulārās līdz biocenotiskajai. Spēja pielāgoties ir viena no galvenajām dzīvās vielas īpašībām, kas nodrošina tās pastāvēšanas iespējamību. Adaptācijas attīstās trīs galveno faktoru ietekmē: iedzimtība, mainīgums un dabiskā (kā arī mākslīgā) atlase.

Ir trīs galvenie veidi, kā organismi pielāgojas vides apstākļiem: aktīvais veids, pasīvais veids un izvairīšanās no nelabvēlīgas ietekmes.

aktīvs ceļš – pretestības stiprināšana, regulējošo procesu attīstība, kas ļauj veikt visas organisma dzīvībai svarīgās funkcijas, neskatoties uz faktora novirzi no optimālā. Piemēram, saglabājot nemainīgu ķermeņa temperatūru siltasiņu dzīvniekiem (putniem un zīdītājiem), kas ir optimāla bioķīmisko procesu plūsmai šūnās.

Izvairīšanās no negatīvām sekām – ķermeņa ražošana dzīves cikliem un uzvedība, kas izvairās no negatīvām sekām. Piemēram, dzīvnieku sezonālās migrācijas.

pasīvais ceļš – organisma dzīvībai svarīgo funkciju pakļaušana vides faktoru izmaiņām Atpūta var būt dažāda dziļuma un ilguma, daudzas organisma funkcijas ir novājinātas vai netiek veiktas vispār, jo vielmaiņas līmenis nokrītas ārējo un iekšējo faktoru ietekmē. . Ar dziļu metabolisma nomākšanu organismiem var nebūt redzamas dzīvības pazīmes. Tiek saukta pilnīga īslaicīga dzīves apturēšana apturēta animācija . Anabiozes stāvoklī organismi kļūst izturīgi pret dažādām ietekmēm. Sausā stāvoklī, kad šūnās ķīmiski saistītā veidā palika ne vairāk kā 2% ūdens, šķidrā skābeklī izdzīvoja tādi organismi kā rotiferi, tardigrades, mazas nematodes, augu sēklas un sporas, baktēriju un sēņu sporas (- 218,4 °C, šķidrais ūdeņradis (-259,4 °С), šķidrais hēlijs (-269,0 °С). Visa vielmaiņa tiek apturēta. Anabioze ir diezgan reta parādība un ir ārkārtējs miera stāvoklis savvaļas dzīvniekiem, anabiozes stāvoklis ir iespējams tikai ar gandrīz pilnīgu organismu dehidratāciju. Dabā daudz plašāk izplatītas ir citas miegainības formas, kas saistītas ar samazinātu dzīvībai svarīgo aktivitāti daļējas metabolisma kavēšanas rezultātā. Atpūtas formas pazeminātas dzīvības aktivitātes stāvoklī tiek iedalītas hipobioze (piespiedu atpūta) un kriptobioze (fizioloģiskā atpūta) . Plkst hipobioze aktivitātes inhibīcija jeb stupors rodas tiešā nelabvēlīgu apstākļu (ar siltuma, ūdens, skābekļa u.c. trūkumu) spiedienā un apstājas gandrīz uzreiz pēc tam, kad šie apstākļi normalizējas (dažas sala izturīgas posmkāju sugas (atsperes, vairākas mušas, zemes vaboles utt.) pārziemo stuporā, ātri atkausējot un pārvēršoties aktīvai saules staru iedarbībai, un pēc tam atkal zaudē mobilitāti, kad temperatūra pazeminās). Kriptobioze- principiāli atšķirīgs atpūtas veids, tas ir saistīts ar fizioloģisko izmaiņu kompleksu, kas notiek iepriekš, pirms nelabvēlīgu sezonālu izmaiņu iestāšanās, un organismi ir tām gatavi. Kriptobioze ir plaši izplatīta savvaļas dabā (tipiska, piemēram, augu sēklām, dažādu mikroorganismu cistām un sporām, sēnītēm, aļģēm, zīdītāju pārziemošanai, augu dziļai snaudai). Hipobiozes, kriptobiozes un anabiozes stāvokļi nodrošina sugu izdzīvošanu dabas apstākļi dažādi platuma grādi, bieži vien ekstrēmi, ļauj organismiem izdzīvot garos nelabvēlīgos periodos, apmesties telpā un daudzējādā ziņā nobīdīt dzīvības iespējamības un izplatības robežas kopumā.

Parasti sugas pielāgošanos videi veic viena vai otra visu trīs kombinācija. iespējamie veidi pielāgošanās.

Galvenie adaptācijas mehānismi organisma līmenī:

Bioķīmiskās adaptācijas - izmaiņas intracelulāros procesos (piemēram, enzīmu darbības izmaiņas vai to skaita izmaiņas).

Morfoanatomiskie pielāgojumi – organisma uzbūves izmaiņas (piemēram, kaktusos lapas pārveidošana par ērkšķi, lai samazinātu ūdens zudumus, košā ziedu krāsa, lai piesaistītu apputeksnētājus u.c.). Morfoloģiskās adaptācijas augos un dzīvniekos izraisa noteiktu dzīvības formu veidošanos.

fizioloģiskās adaptācijas - izmaiņas organisma fizioloģijā (piemēram, kamieļa spēja nodrošināt organismu ar mitrumu, oksidējot tauku rezerves, celulozi noārdošo enzīmu klātbūtne celulozi iznīcinošajās baktērijās u.c.).

Etoloģiskās (uzvedības) adaptācijas – uzvedības izmaiņas (piemēram, zīdītāju un putnu sezonālās migrācijas, ziemas guļas, putnu un zīdītāju pārošanās spēles vairošanās sezonā utt.). Dzīvniekiem ir raksturīgas etoloģiskās adaptācijas.

Ierobežojošo faktoru noteikšanai ir liela praktiska nozīme. Pirmkārt, kultūraugu audzēšanai: vajadzīgā mēslojuma iestrādei, augsnes kaļķošanai, meliorācijai utt. ļauj paaugstināt ražību, uzlabot augsnes auglību, uzlabot kultivēto augu eksistenci.

1. Ko sugas nosaukumā nozīmē priedēklis "evry" un "steno"? Sniedziet eiribiontu un stenobiontu piemērus.

Plaša sugas tolerances robeža virzienā abiotiskie faktori vides tiek apzīmētas, faktora nosaukumam pievienojot prefiksu "katrs. Nespēju paciest būtiskas faktoru svārstības vai zemu izturības robežu raksturo prefikss "steno", piemēram, stenotermiski dzīvnieki. Nelielas temperatūras izmaiņas maz ietekmē eiritermiskos organismus un var būt letālas stenotermiskajiem organismiem. Skats pielāgots zemas temperatūras, ir kriofils(no grieķu valodas krios - auksts) un līdz augstām temperatūrām - termofīls. Līdzīgi modeļi attiecas arī uz citiem faktoriem. Augi var būt hidrofils, t.i. prasīga pret ūdeni un kserofīls(sausizturīgs).

Saistībā ar saturu sāļi biotopā izšķir eurygales un stenogals (no grieķu gals — sāls), līdz apgaismojums - eirifoti un stenofoti, saistībā ar vides skābumam- Eijonu un stenionu sugas.

Tā kā eiribiontisms dod iespēju apdzīvot dažādus biotopus, bet stenobionisms krasi sašaurina sugai piemēroto vietu loku, šīs 2 grupas bieži sauc evry - un stenobionts. Daudzi sauszemes dzīvnieki, kas dzīvo kontinentālā klimatā, spēj izturēt ievērojamas temperatūras, mitruma un saules starojuma svārstības.

Stenobionti ietver- orhidejas, foreles, Tālo Austrumu lazdu rubeņi, dziļjūras zivis).

Tiek saukti dzīvnieki, kuri ir stenobionti vienlaicīgi attiecībā uz vairākiem faktoriem stenobionts šī vārda plašā nozīmē ( zivis, kas dzīvo kalnu upēs un strautos, nepanes pārāk augstu temperatūru un zemu skābekļa saturu, mitro tropu iemītnieki, kas nav pielāgoti zemai temperatūrai un zemam gaisa mitrumam).

Eiribionti ir Kolorādo kartupeļu vabole, pele, žurkas, vilki, tarakāni, niedres, kviešu zāle.

1. Dzīvo organismu pielāgošanās vides faktoriem. Adaptācijas veidi.

adaptācija ( no lat. adaptācija - adaptācija ) - tā ir vides organismu evolucionāra adaptācija, kas izpaužas to ārējo un iekšējo īpašību maiņā.

Personas, kuras kaut kādu iemeslu dēļ zaudējušas spēju pielāgoties vides faktoru režīmu maiņas apstākļos, ir lemtas likvidēšana, t.i. uz izzušanu.

Adaptācijas veidi: morfoloģiskās, fizioloģiskās un uzvedības adaptācijas.

Morfoloģija ir mācība par organismu un to daļu ārējām formām.

1.Morfoloģiskā adaptācija- šī ir adaptācija, kas izpaužas kā pielāgošanās ātrai peldēšanai ūdensdzīvniekiem, izdzīvošanai apstākļos augsta temperatūra un mitruma trūkums - kaktusos un citos sukulentos.

2.Fizioloģiskās adaptācijas sastāv no enzīmu kopuma iezīmēm dzīvnieku gremošanas traktā, ko nosaka barības sastāvs. Piemēram, sauso tuksnešu iemītnieki spēj nodrošināt vajadzību pēc mitruma tauku bioķīmiskās oksidēšanās dēļ.

3.Uzvedības (etoloģiskās) adaptācijas parādās dažādās formās. Piemēram, pastāv dzīvnieku adaptīvās uzvedības formas, kuru mērķis ir nodrošināt optimālu siltuma apmaiņu ar vidi. Adaptīvā uzvedība var izpausties patversmju veidošanā, kustībās labvēlīgāku, vēlamo temperatūras apstākļu virzienā, vietu izvēlē ar optimāls mitrums vai apgaismojums. Daudziem bezmugurkaulniekiem ir raksturīga selektīva attieksme pret gaismu, kas izpaužas, tuvojoties avotam vai attālinoties no tā (taksometriem). Ir zināmas zīdītāju un putnu diennakts un sezonālās migrācijas, tostarp migrācijas un lidojumi, kā arī zivju starpkontinentālā pārvietošanās.

Adaptīvā uzvedība var izpausties plēsējiem medību procesā (laupījuma izsekošana un dzenāšana) un to upuriem (slēpšanās, takas jaukšana). Dzīvnieku uzvedība pārošanās sezonā un pēcnācēju audzēšanas laikā ir īpaši specifiska.

Ir divi pielāgošanās veidi ārējie faktori. Pasīvs adaptācijas veids- šī pielāgošanās pēc tolerances veida (tolerance, izturība) sastāv no zināmas pretestības pakāpes parādīšanās šim faktoram, spējas saglabāt funkcijas, mainoties tā ietekmes spēkam .. Šāda veida adaptācija veidojas kā raksturīga iezīme sugas īpašums un tiek realizēts šūnu un audu līmenī. Otra veida armatūra aktīvs. Tādā gadījumā organisms, izmantojot specifiskus adaptīvos mehānismus, kompensē ietekmējošā faktora radītās izmaiņas, lai iekšējā vide saglabātos samērā nemainīga. Aktīvās adaptācijas ir rezistenta tipa adaptācijas (rezistence), kas uztur homeostāzi iekšējā vide organisms. Tolerantā adaptācijas veida piemērs ir poikiloosmotiski dzīvnieki, rezistenta tipa piemērs ir homoiosmotiski .

1. Definējiet populāciju. Nosauciet galvenās populācijas grupas pazīmes. Sniedziet populāciju piemērus. Augošas, stabilas un mirstošas ​​populācijas.

populācija- vienas sugas indivīdu grupa, kas mijiedarbojas savā starpā un kopīgi apdzīvo kopējā teritorija. Galvenās iedzīvotāju īpašības ir šādas:

1. Skaitlis - kopējais indivīdu skaits noteiktā apgabalā.

2. Populācijas blīvums - vidējais īpatņu skaits platības vai tilpuma vienībā.

3. Auglība - jaunu īpatņu skaits, kas parādījās laika vienībā vairošanās rezultātā.

4. Mirstība - mirušo īpatņu skaits populācijā laika vienībā.

5. Iedzīvotāju skaita pieaugums – atšķirība starp dzimstību un mirstību.

6. Izaugsmes temps - vidējais pieaugums laika vienībā.

Populācijas raksturo noteikta organizācija, indivīdu sadalījums pa teritoriju, grupu attiecība pēc dzimuma, vecuma un uzvedības īpatnībām. Tas veidojas, no vienas puses, pamatojoties uz sugas vispārīgajām bioloģiskajām īpašībām, un, no otras puses, abiotisko vides faktoru un citu sugu populāciju ietekmē.

Iedzīvotāju struktūra ir nestabila. Organismu augšana un attīstība, jaunu dzimšana, nāve dažādu iemeslu dēļ, vides apstākļu izmaiņas, ienaidnieku skaita palielināšanās vai samazināšanās - tas viss noved pie dažādu attiecību izmaiņām iedzīvotāju vidū.

Iedzīvotāju skaita pieaugums vai pieaugums- šī ir populācija, kurā dominē jauni indivīdi, šāda populācija pieaug vai tiek ieviesta ekosistēmā (piemēram, "trešās" pasaules valstis); Biežāk ir dzimstības pārsvars pār mirstību un iedzīvotāju skaits pieaug tiktāl, ka var rasties masveida vairošanās uzliesmojums. Tas jo īpaši attiecas uz maziem dzīvniekiem.

Ar līdzsvarotu auglības un mirstības intensitāti, a stabils iedzīvotāju skaits.Šādā populācijā mirstību kompensē pieaugums, un tās skaits, kā arī diapazons tiek saglabāts vienā līmenī. . Stabils iedzīvotāju skaits - ir populācija, kurā indivīdu skaits dažādi vecumi mainās vienmērīgi un ir normāla sadalījuma raksturs (piemēram, varam nosaukt Rietumeiropas valstu iedzīvotājus).

Samazinās (mirstošs) iedzīvotāju skaits ir populācija, kurā mirstības līmenis pārsniedz dzimstību . Samazinoša vai mirstoša populācija ir populācija, kurā dominē vecāki indivīdi. Piemērs ir Krievija 90. gados.

Tomēr arī tas nevar sarukt bezgalīgi.. Noteiktā pārpilnības līmenī mirstības intensitāte sāk kristies un auglība palielinās. . Galu galā iedzīvotāju skaita samazināšanās, sasniedzot noteiktu minimālo skaitu, pārvēršas par pretstatu - augošu iedzīvotāju skaitu. Dzimstība šādā populācijā pakāpeniski palielinās un noteiktā brīdī izlīdzinās ar mirstību, t.i., populācija uz īsu laiku kļūst stabila. Samazinās populācijās dominē veci indivīdi, kas vairs nespēj intensīvi vairoties. Tādas vecuma struktūra liecina par nelabvēlīgi apstākļi.

1. Organisma ekoloģiskā niša, jēdzieni un definīcijas. Dzīvotne. Savstarpēja ekoloģisko nišu sakārtošana. Cilvēka ekoloģiskā niša.

Jebkurš dzīvnieka, augu, mikrobu veids spēj normāli dzīvot, baroties, vairoties tikai tajā vietā, kur to ir "reģistrējusi" evolūcija daudzu gadu tūkstošu garumā, sākot no saviem senčiem. Lai atsauktos uz šo parādību, biologi ir aizņēmušies termins no arhitektūras - vārds "niša" un viņi sāka runāt, ka katrs dzīvā organisma veids dabā ieņem savu, unikālu ekoloģisko nišu.

Organisma ekoloģiskā niša- tas ir visu tās prasību kopums vides apstākļiem (vides faktoru sastāvs un režīmi) un vieta, kur šīs prasības tiek izpildītas, vai kopums bioloģiskās īpašības un vides fizikālie parametri, kas nosaka konkrētas sugas pastāvēšanas apstākļus, tās enerģijas pārveidošanu, informācijas apmaiņu ar vidi un savu veidu.

Ekoloģiskās nišas jēdziens parasti tiek lietots, izmantojot ekoloģiski tuvu sugu attiecības, kas pieder vienam trofiskajam līmenim. Terminu "ekoloģiskā niša" 1917. gadā ierosināja J. Grinnels raksturot sugu telpisko izplatību, tas ir, ekoloģiskā niša tika definēta kā biotopam tuvs jēdziens. K. Eltons definēja ekoloģisko nišu kā sugas stāvokli sabiedrībā, uzsverot trofisko attiecību īpašo nozīmi. Nišu var uzskatīt par daļu no iedomātas daudzdimensionālas telpas (hipertilpuma), kuras individuālie izmēri atbilst sugai nepieciešamajiem faktoriem. Jo vairāk mainās parametrs, t.i. sugas pielāgošanās spēja noteiktam vides faktoram, jo ​​plašāka ir tās niša. Niša var palielināties arī novājinātas konkurences gadījumā.

sugas dzīvotne- tā ir fiziskā telpa, ko aizņem suga, organisms, kopiena, to nosaka abiotiskās un biotiskās vides apstākļu kopums, nodrošinot visu vienas sugas indivīdu attīstības ciklu.

Sugas biotopu var apzīmēt kā "telpiskā niša".

Tiek saukta funkcionālā pozīcija sabiedrībā, vielu un enerģijas pārstrādes veidos uztura procesā trofiskā niša.

Tēlaini izsakoties, ja biotops ir it kā noteiktas sugas organismu adrese, tad trofiskā niša ir profesija, organisma loma savā dzīvotnē.

Šo un citu parametru kombināciju parasti sauc par ekoloģisko nišu.

ekoloģiskā niša(no franču valodas niša - padziļinājums sienā) - tā ir vieta, kuru biosfērā aizņem bioloģiska suga, kas ietver ne tikai tās stāvokli telpā, bet arī tās vietu trofiskajā un citās mijiedarbībās sabiedrībā, it kā , sugas “profesija”.

Nišas ekoloģiskais pamats(potenciāls) ir ekoloģiska niša, kurā suga var pastāvēt, ja nav konkurences ar citām sugām.

Ekoloģiskā niša realizēta (īstā) – ekoloģiskā niša, daļa no fundamentālās (potenciālās) nišas, ko suga var aizstāvēt, konkurējot ar citām sugām.

Atbilstoši abu veidu nišu relatīvajam novietojumam tās iedala trīs veidos: nesaistītās ekoloģiskās nišas; blakus esošas, bet nepārklājošas nišas; blakus esošās un pārklājošās nišas.

Cilvēks ir viens no dzīvnieku valsts pārstāvjiem, sugas zīdītāju klase. Neskatoties uz to, ka tai ir daudzas specifiskas īpašības (saprāts, artikulēta runa, darba aktivitāte, biosocialitāte u.c.), viņš nav zaudējis savu bioloģisko būtību, un visi ekoloģijas likumi viņam ir spēkā tādā pašā mērā kā citiem dzīviem organismiem. Cilvēkam ir savējais, tikai savējais, ekoloģiskā niša. Telpa, kurā atrodas cilvēka niša, ir ļoti ierobežota. Kā bioloģiskā suga cilvēki var dzīvot tikai uz sauszemes ekvatoriālā josta(tropi, subtropi), kur radās hominīdu dzimta.

1. Formulējiet Gauzes pamatlikumu. Kas ir "dzīvības forma"? Kādas ekoloģiskās (vai dzīvības) formas izceļas ūdens vides iemītnieku vidū?

Gan augu, gan dzīvnieku pasaulē starpsugu un starpsugu konkurence ir ļoti izplatīta. Starp tiem ir būtiska atšķirība.

Gause noteikums (vai pat likums): divas sugas nevar vienlaikus ieņemt vienu un to pašu ekoloģisko nišu un tāpēc obligāti izspiež viena otru.

Vienā no eksperimentiem Gause izaudzēja divu veidu skropstiņus - Paramecium caudatum un Paramecium aurelia. Kā pārtiku viņi regulāri saņēma vienu no baktēriju veidiem, kas paramecija klātbūtnē nevairojas. Ja katrs ciliātu veids tika kultivēts atsevišķi, tad to populācijas pieauga saskaņā ar tipisku sigmoīdu līkni (a). Tajā pašā laikā paramecia skaitu noteica pārtikas daudzums. Bet, līdzās pastāvot, paramecia sāka konkurēt, un P. aurelia pilnībā nomainīja savu konkurentu (b).

Rīsi. Konkurence starp divām cieši radniecīgām skropstu sugām, kas ieņem kopīgu ekoloģisko nišu. a - Paramecium caudatum; b - P. aurēlija. 1. - vienā kultūrā; 2. - jauktā kultūrā

Kopīgi audzējot ciliātus, pēc kāda laika palika tikai viena suga. Tajā pašā laikā ciliāti neuzbruka cita veida indivīdiem un neizdalīja kaitīgas vielas. Izskaidrojums slēpjas faktā, ka pētītās sugas atšķīrās ar nevienlīdzīgiem augšanas ātrumiem. Sacensībās par barību uzvarēja visātrāk vairojošā suga.

Vaislas laikā P. caudatum un P. bursaria tādas pārvietošanās nebija, abas sugas atradās līdzsvarā, pēdējās koncentrējoties uz trauka dibena un sienām, bet pirmās brīvā telpā, t.i., citā ekoloģiskā nišā. Eksperimenti ar cita veida skropstiņiem ir pierādījuši medījuma un plēsoņa attiecību regularitāti.

Marles princips sauc par principu izslēgšanas sacensības. Šis princips noved pie cieši radniecīgu sugu ekoloģiskās atdalīšanas vai to blīvuma samazināšanās, kur tās spēj līdzāspastāvēt. Konkurences rezultātā viena no sugām tiek izstumta. Gausa principam ir milzīga nozīme nišas koncepcijas izveidē, kā arī liek ekologiem meklēt atbildes uz vairākiem jautājumiem: kā līdzās pastāv līdzīgas sugas, cik lielām jābūt atšķirībām starp sugām, lai tās varētu līdzāspastāvēt? Kā izvairīties no konkurences izslēgšanas?

Sugas dzīvības forma tas ir vēsturiski izveidojies savu bioloģisko, fizioloģisko un morfoloģisko īpašību komplekss, kas nosaka noteiktu reakciju uz apkārtējās vides ietekmi.

Starp ūdens vides iemītniekiem (hidrobiontiem) klasifikācija izšķir šādas dzīvības formas.

1.Neuston(no grieķu Neuston - prot peldēt) – jūras un svaiguma kombinācija ūdens organismiem kas dzīvo netālu no ūdens virsmas , piemēram, odu kāpuri, daudzi vienšūņi, ūdenslīdēji un no augiem labi zināmā pīle.

2. Tuvāk ūdens virsmai apdzīvo planktons.

Planktons(no grieķu planktos - planējošs) - peldoši organismi, kas spēj veikt vertikālas un horizontālas kustības galvenokārt saskaņā ar ūdens masu kustību. Piešķirt fitoplanktons fotosintētiskās brīvi peldošās aļģes un zooplanktons- mazie vēžveidīgie, gliemju un zivju kāpuri, medūzas, mazas zivis.

3.Nektons(no grieķu nektos - peldošs) - brīvi peldoši organismi, kas spēj patstāvīgi pārvietoties vertikāli un horizontāli. Nektons dzīvo ūdens stabā - tās ir zivis, jūrās un okeānos, abinieki, lielie ūdens kukaiņi, vēžveidīgie, arī rāpuļi (jūras čūskas un bruņurupuči) un zīdītāji: vaļveidīgie (delfīni un vaļi) un roņveidīgie (roņi).

4. Perifitons(no grieķu peri — apkārt, apkārt, fiton — augs) — dzīvnieki un augi, kas piestiprināti pie kātiem augstākie augi un paceļas virs dibena (mīkstmieši, rotifers, bryozoans, hidras utt.).

5. Bentoss ( no grieķu valodas bentoss - dziļums, dibens) - bentosa organismi, kas vada pieķertu vai brīvu dzīvesveidu, tostarp: dzīvo grunts nogulumu biezumā. Tie galvenokārt ir mīkstmieši, daži zemākie augi, rāpojoši kukaiņu kāpuri un tārpi. Apakšējo slāni apdzīvo organismi, kas pārtiek galvenokārt no trūdošām atliekām.

1. Kas ir biocenoze, biogeocenoze, agrocenoze? Biogeocenozes struktūra. Kurš ir biocenozes doktrīnas pamatlicējs? Biogeocenožu piemēri.

Biocenoze(no grieķu koinos — kopīgs bios — dzīvība) ir mijiedarbojošu dzīvo organismu kopiena, kas sastāv no augiem (fitocenoze), dzīvniekiem (zoocenoze), mikroorganismiem (mikrobocenoze), kas pielāgoti līdzāspastāvēšanai noteiktā teritorijā.

Jēdziens "biocenoze" - nosacīts, jo organismi nevar dzīvot ārpus eksistences vides, bet to ir ērti izmantot ekoloģisko attiecību starp organismiem izpētes procesā.Atkarībā no apgabala, attieksme pret cilvēka darbība, piesātinājuma pakāpe, lietderība utt. ir sauszemes, ūdens, dabiskās un antropogēnās, piesātinātās un nepiesātinātās, pilnlocekļu un nepilnlocekļa biocenozes.

Biocenozes, tāpat kā populācijas - tas ir pārorganismu dzīvības organizācijas līmenis, bet augstāka ranga.

Biocenotisko grupu izmēri ir dažādi- tās ir arī lielas ķērpju spilvenu kopas uz koku stumbriem vai trūdoša celma, bet šī ir arī stepju, mežu, tuksnešu utt.

Organismu kopienu sauc par biocenozi un zinātni, kas pēta organismu kopienu - biocenoloģija.

V.N. Sukačovsšis termins ir ierosināts (un vispārpieņemts), lai apzīmētu kopienas biogeocenoze(no grieķu valodas bios — dzīve, ģeo — Zeme, cenosis — kopiena) - ir organismu kolekcija dabas parādības raksturīgs konkrētam ģeogrāfiskajam apgabalam.

Biogeocenozes struktūra ietver divas sastāvdaļas biotisks - dzīvo augu un dzīvnieku organismu kopiena (biocenoze) - un abiotisks - nedzīvu vides faktoru kopums (ekotops vai biotops).

Kosmoss ar vairāk vai mazāk viendabīgiem apstākļiem, kas aizņem biocenozi, sauc par biotopu (topis - vieta) vai ekotopu.

Ekotops ietver divas galvenās sastāvdaļas: klimata augšdaļa- klimats visās tā dažādajās izpausmēs un edaphotops(no grieķu edafos — augsne) — augsne, reljefs, ūdens.

Biogeocenoze\u003d biocenoze (fitocenoze + zoocenoze + mikrobocenoze) + biotops (klimatotops + edafotops).

Biogeocenozes - tie ir dabiski veidojumi (tie satur elementu "ģeo" - Zeme ) .

Piemēri biogeocenozes var būt dīķis, pļava, jaukts vai vienas sugas mežs. Biogeocenozes līmenī biosfērā notiek visi enerģijas un vielas transformācijas procesi.

Agrocenoze(no latīņu agraris un grieķu koikos - kopīgs) - cilvēka radīta un viņa mākslīgi atbalstīta organismu kopiena ar paaugstinātu vienas vai vairāku atlasītu augu vai dzīvnieku sugu produktivitāti (produktivitāti).

Agrocenoze atšķiras no biogeocenozes galvenās sastāvdaļas. Tā nevar pastāvēt bez cilvēku atbalsta, jo tā ir mākslīgi izveidota biotiska kopiena.

1. Jēdziens "ekosistēma". Trīs ekosistēmu funkcionēšanas principi.

ekoloģiskā sistēma- viens no svarīgākajiem ekoloģijas jēdzieniem, saīsināti kā ekosistēma.

Ekosistēma(no grieķu oikos - mājoklis un sistēma) - tā ir jebkura dzīvo būtņu kopiena kopā ar to dzīvotni, ko iekšpusē savieno sarežģīta attiecību sistēma.

Ekosistēma - tās ir supraorganismu asociācijas, tajā skaitā organismi un nedzīvā (inertā) vide, kas atrodas mijiedarbībā, bez kurām nav iespējams uzturēt dzīvību uz mūsu planētas. Šī ir augu un dzīvnieku organismu kopiena un neorganiskā vide.

Balstoties uz dzīvo organismu, kas veido ekosistēmu, mijiedarbību savā starpā un ar to dzīvotni, jebkurā ekosistēmā izšķir savstarpēji atkarīgus agregātus. biotisks(dzīvi organismi) un abiotisks(slīpi vai nedzīvā daba) sastāvdaļas, kā arī vides faktori (piemēram, saules starojums, mitrums un temperatūra, Atmosfēras spiediens), antropogēnie faktori cits.

Uz ekosistēmu abiotiskajām sastāvdaļām nav organisko vielu- ogleklis, slāpeklis, ūdens, atmosfēras oglekļa dioksīds, minerālvielas, organiskās vielas, kas galvenokārt atrodamas augsnē: olbaltumvielas, ogļhidrāti, tauki, humusvielas u.c., kas augsnē nokļuva pēc organismu nāves.

Uz ekosistēmas biotiskajām sastāvdaļām ietver ražotājus, autotrofus (augus, ķīmiskās sintētikas), patērētājus (dzīvniekus) un detritofāgus, sadalītājus (dzīvniekus, baktērijas, sēnītes).

Organismu pielāgošanos savai videi sauc pielāgošanās. Adaptācijas ir jebkuras izmaiņas organismu struktūrā un funkcijās, kas palielina to izdzīvošanas iespējas.

Spēja pielāgoties ir viena no galvenajām dzīvības īpašībām kopumā, jo nodrošina pašu tās pastāvēšanas iespēju, organismu spēju izdzīvot un vairoties. Adaptācijas izpaužas dažādos līmeņos: no šūnu bioķīmijas un atsevišķu organismu uzvedības līdz kopienu struktūrai un funkcionēšanai un ekoloģiskās sistēmas. Adaptācijas rodas un attīstās sugu evolūcijas gaitā.

Galvenie adaptācijas mehānismi organisma līmenī: 1) bioķīmiski- izpaužas intracelulāros procesos, piemēram, enzīmu darbā vai to skaita izmaiņās; 2) fizioloģiski– piemēram, pastiprināta svīšana, paaugstinoties temperatūrai vairākām sugām; 3) morfoanatomisks- ķermeņa uzbūves un formas iezīmes, kas saistītas ar dzīvesveidu; 4) uzvedības- piemēram, dzīvnieku labvēlīgu biotopu meklēšana, urvu, ligzdu u.c. veidošana; 5) ontoģenētisks- individuālās attīstības paātrināšana vai palēninājums, kas veicina izdzīvošanu mainīgos apstākļos.

Vides vides faktoriem ir dažāda ietekme uz dzīviem organismiem, t.i., tie var ietekmēt to, kā kairinātāji, izraisot adaptīvas izmaiņas fizioloģiskās un bioķīmiskās funkcijās; kā ierobežotāji, izraisot pastāvēšanas neiespējamību šajos apstākļos; kā modifikatori, izraisot morfoloģiskas un anatomiskas izmaiņas organismos; kā signāli, kas liecina par izmaiņām citos vides faktoros.

Vides faktoru iedarbības uz organismiem vispārīgie likumi

Neraugoties uz vides faktoru plašo dažādību, var identificēt vairākus vispārīgus modeļus, kas raksturo to ietekmi uz organismiem un dzīvo būtņu reakciju.

Optimuma likums.

Katram faktoram ir noteiktas robežas. pozitīva ietekme uz organismiem (1. att.). Mainīga faktora darbības rezultāts galvenokārt ir atkarīgs no tā izpausmes stipruma. Gan nepietiekama, gan pārmērīga faktora darbība negatīvi ietekmē indivīdu dzīvi. Labvēlīgo efektu sauc optimālā ekoloģiskā faktora zona vai vienkārši optimāls šīs sugas organismiem. Jo spēcīgāka ir novirze no optimālā, jo izteiktāka ir šī faktora inhibējošā iedarbība uz organismiem. (pesima zona). Koeficienta maksimālā un minimālā pieļaujamā vērtība ir kritiskie punkti aiz muguras aiz kuras eksistence vairs nav iespējama, iestājas nāve. Tiek sauktas izturības robežas starp kritiskajiem punktiem vides valence dzīvās būtnes saistībā ar konkrētu vides faktoru.

Rīsi. viens. Vides faktoru iedarbības uz dzīviem organismiem shēma

Pārstāvji dažādi veidi ievērojami atšķiras viena no otras gan pēc optimālā stāvokļa, gan pēc ekoloģiskās valences. Piemēram, arktiskās lapsas tundrā var paciest gaisa temperatūras svārstības vairāk nekā 80 °C robežās (no +30 līdz -55 °C), savukārt siltā ūdens vēžveidīgie Copilia mirabilis iztur ūdens temperatūras izmaiņas robežās no ne vairāk kā 6 °C (no +23 līdz +29 °C). Viens un tas pats faktora izpausmes spēks var būt optimāls vienai sugai, pesimāls citai, bet trešajai pārsniegt izturības robežas (2. att.).

Par sugas plašo ekoloģisko valenci attiecībā pret abiotiskajiem vides faktoriem norāda, faktora nosaukumam pievienojot priedēkli "evry". eiritermisks sugas - iztur ievērojamas temperatūras svārstības, eiribātisks- plašs spiediena diapazons, eirihalīns– dažāda vides sasāļošanās pakāpe.

Rīsi. 2. Optimālo līkņu pozīcija temperatūras skalā dažādām sugām:

1, 2 - stenotermiskās sugas, kriofīli;

3–7 – eiritermiskās sugas;

8, 9 - stenotermiskās sugas, termofīli

Nespēju izturēt būtiskas faktora svārstības jeb šauru ekoloģisko valenci raksturo prefikss "steno" - stenotermisks, stenobāts, stenohalīns sugas utt. Plašākā nozīmē tiek sauktas sugas, kuru pastāvēšanai nepieciešami stingri noteikti vides apstākļi stenobiont, un tie, kas spēj pielāgoties dažādiem vides apstākļiem - eiribiontisks.

Tiek saukti apstākļi, kas tuvojas kritiskajiem punktiem vienā vai vairākos faktoros vienlaikus ekstrēms.

Optimālo un kritisko punktu pozīcija faktoru gradientā var tikt novirzīta noteiktās robežās vides apstākļu ietekmē. Tas notiek regulāri daudzās sugās, mainoties gadalaikiem. Piemēram, ziemā zvirbuļi iztur spēcīgas sals, un vasarā tie mirst no atdzesēšanas temperatūrā, kas ir nedaudz zemāka par nulli. Tiek saukta parādība, kurā tiek novirzīts optimums attiecībā pret jebkuru faktoru aklimatizācija. Attiecībā uz temperatūru tas ir labi zināms ķermeņa termiskās sacietēšanas process. Temperatūras aklimatizācija prasa ievērojamu laika periodu. Mehānisms ir izmaiņas enzīmu šūnās, kas katalizē vienas un tās pašas reakcijas, bet dažādās temperatūrās (t.s. izoenzīmi). Katru fermentu kodē savs gēns, tādēļ ir nepieciešams dažus gēnus izslēgt, bet citus aktivizēt, transkripciju, translāciju, pietiekama daudzuma jauna proteīna montāžu utt. Kopējais process aizņem vidēji aptuveni divas nedēļas un to stimulē izmaiņas vide. Aklimatizācija jeb sacietēšana ir svarīga organismu adaptācija, kas notiek pakāpeniski tuvojošos nelabvēlīgos apstākļos vai kad tie nonāk teritorijās ar atšķirīgu klimatu. Viņa ir šajos gadījumos neatņemama sastāvdaļa vispārējs aklimatizācijas process.

Īpašs noslēpumainas krāsojuma gadījums ir krāsojums pēc pretēnošanas principa. Ūdens organismos tas izpaužas biežāk, jo. iedegties ūdens vide krīt tikai no augšas. Pretēnojuma princips paredz tumšāku ķermeņa augšdaļas krāsu un gaišāku apakšējo krāsu (uz tās krīt ēna).

Krāsu sadalīšana Krāsošana ir arī īpašs aizsargkrāsošanas gadījums, lai gan tiek izmantota nedaudz atšķirīga stratēģija. Šajā gadījumā ķermenim ir spilgtas, kontrastējošas svītras vai plankumi. No tālienes plēsējam ir ļoti grūti atšķirt potenciālā laupījuma ķermeņa robežas.

Brīdinājuma krāsojums Šāda veida aizsargājošais krāsojums ir raksturīgs aizsargājamiem dzīvniekiem (piemēram, šim mīkstmiešiem, kas izmanto slāpekļskābi, lai pasargātu sevi no ienaidniekiem). Indes, dzelonis vai citi aizsardzības līdzekļi padara dzīvnieku plēsējam neēdamu, un krāsojums kalpo, lai nodrošinātu, ka priekšmeta izskats tiek saglabāts plēsēja atmiņā kopā ar nepatīkamajām sajūtām, ko viņš piedzīvoja, mēģinot ēst dzīvnieku.

Bīstams krāsojums Atšķirībā no brīdinājuma krāsojuma, apdraudošs krāsojums ir raksturīgs neaizsargātiem, ēdamiem organismiem no plēsēja viedokļa. Šis krāsojums nav redzams visu laiku, atšķirībā no brīdinājuma, tas pēkšņi tiek parādīts uzbrūkošajam plēsējam, lai to dezorientētu. Tiek uzskatīts, ka daudzu tauriņu spārnu "acis" kalpo šim nolūkam.

Mīmika Termins "mīmika" apvieno vairākas dažādas aizsargkrāsu formas, kurām ir kopīgas līdzības, organismi, dažu radījumu krāsas atdarināšana ar citiem. Mīmikas veidi: 4 Klasiskā mīmika Batesa mīmika 4 Klasiskā mīmika jeb Batesa mīmika - aizsargāta neaizsargāta organisma imitācija; 4 Mullera mīmika 4 Mullera mīmika - līdzīgs krāsojums ("reklāma") vairākām aizsargājamo organismu sugām; 4 Mimesia 4 Mimesia - nedzīvu priekšmetu imitācija; 4 Kolektīvā mīmika 4 Kolektīvā mīmika - organismu grupas kopīga tēla veidošana; 4 Agresīvā mīmika 4 Agresīvā mīmika - plēsēja imitācijas elementi, lai piesaistītu laupījumu.

Klasiskā mīmika jeb Batesian mīmika (Batesa mīmika) Neaizsargāts (jau ēdams) organisms krāsā imitē aizsargātu (neēdamu) organismu. Tādējādi atdarinātājs izmanto stereotipu, kas izveidojies plēsēja atmiņā, saskaroties ar modeli (aizsargājamo organismu). Fotoattēlā - spārna muša, kas pēc krāsas un ķermeņa formas imitē lapseni.

Mīlera mīmika (Mülleran mimicry) Šajā gadījumā vairākas aizsargātas, neēdamas sugas ir līdzīga krāsa (“viena reklāma visiem”). Tādējādi tiek panākts šāds efekts: no vienas puses, plēsējam nav jāizmēģina viens katras sugas organisms, viena kļūdaini apēsta dzīvnieka kopējais tēls būs diezgan stingri iespiests. Savukārt plēsējam nav jāiegaumē desmitiem dažādu dažādu sugu spilgtā brīdinājuma krāsojuma variantu. Piemērs ir līdzīgs krāsojums vairākām Hymenoptera kārtas sugām.

Agresīvā mīmika Agresīvajā mīmikijā plēsējam ir pielāgojumi, kas ļauj piesaistīt potenciālo laupījumu. Kā piemēru var minēt zivtiņu klaunu, kurai uz galvas ir izaugumi, kas atgādina tārpus, un tā spēj arī kustēties. Pati verdzene guļ apakšā (viņai ir lielisks noslēpumains krāsojums!) Un gaida upura tuvošanos, aizņemta ar ēdiena meklēšanu.

Fitnesa relatīvais raksturs Katra no iepriekš minētajām aizsargkrāsām ir adaptīva, t.i. labvēlīgi organismiem noteiktiem nosacījumiem dzīvotne. Ja šie apstākļi mainās (piemēram, fona krāsa aizbildinošam krāsojumam), tā var kļūt pat nepielāgojama, kaitīga. Padomājiet par situācijām, kurās relatīvais raksturs pielāgojamība ar: 4p4 brīdinājuma krāsojumu; 4m4 Bates mīmika; 4d4 kolektīvā mīmika?

rodas evolūcijas procesā, lai atrisinātu vides radītās organisma vides problēmas. Tās ir mainīga, uzlabojoša, dažkārt izzūdoša organismu pielāgošanās konkrētiem vides faktoriem. Adaptācijas attīstības rezultātā tiek sasniegts adaptācijas stāvoklis (vai organismu morfoloģijas, fizioloģijas un uzvedības atbilstība) to aizņemtajām ekoloģiskajām nišām, kas atspoguļo visu konkrētā organisma vides apstākļu un dzīvesveida kopumu. . Tas. adaptāciju var uzskatīt par plašu pamatu orgānu rašanās vai izzušanai, sugu diverģencei (diverģencei), jaunu populāciju un sugu veidošanai un organizācijas sarežģījumiem.

Adaptācijas attīstības process notiek pastāvīgi, un tajā ir iesaistītas daudzas ķermeņa pazīmes. [rādīt] .

Putnu evolūcija no rāpuļiem ietvēra, piemēram, secīgas izmaiņas kaulos, muskuļos, ādas daļās un ekstremitātēs.

Krūšu kaula palielināšanās, kaulu histoloģiskās struktūras pārstrukturēšana, kas kopā ar izturību piešķīra tiem vieglumu, apspalvojuma attīstība, kā rezultātā uzlabojās aerodinamiskās īpašības un termoregulācija, ekstremitāšu pāra pārveide spārnos, sniedza risinājumu lidojuma problēmai.

Daži putnu pārstāvji pēc tam izstrādāja pielāgojumus sauszemes vai ūdens dzīvesveidam (strausis, pingvīns), savukārt sekundārie pielāgojumi arī tvēra vairākas rakstzīmes. Piemēram, pingvīni mainīja spārnus pret spurām, un to pārsegi kļuva ūdensnecaurlaidīgi.

Taču adaptācija veidojas tikai tad, ja genofondā ir kāda suga iedzimta informācija, veicinot struktūru un funkciju maiņu vajadzīgajā virzienā. Tādējādi zīdītāji un kukaiņi elpošanai izmanto attiecīgi plaušas un trahejas, kas dažādu gēnu kontrolē attīstās no dažādām pirmatnītēm.

Adaptācija dažkārt noved pie jaunas mutācijas, kas, iekļaujoties genotipu sistēmā, maina fenotipu efektīvāka vides problēmu risinājuma virzienā. Šo adaptācijas rašanās veidu sauc par kombinatīvo.

Vienas ekoloģiskās problēmas risināšanai var izmantot dažādus pielāgojumus. Tādējādi bieza kažokāda kalpo kā siltumizolācijas līdzeklis lāčiem, arktiskajām lapsām un vaļveidīgajiem – taukainajam zemādas slānim.

Ir vairākas adaptācijas klasifikācijas.

Saskaņā ar darbības mehānismu piešķirt

Pasīvās aizsardzības ierīces

• aizsargājošs krāsojums. Pateicoties aizsargkrāsojumam, organisms kļūst grūti atšķirams un līdz ar to pasargāts no plēsējiem.
  • Uz smiltīm vai uz zemes dētas putnu olas ir pelēkas un brūnas ar plankumiem, kas līdzīgas apkārtējās augsnes krāsai. Gadījumos, kad olas plēsējiem nav pieejamas, tām parasti nav krāsas.
  • Tauriņu kāpuri bieži ir zaļi, lapu krāsā vai tumši, mizas vai zemes krāsā.
  • Grunts zivis parasti tiek krāsotas, lai tās atbilstu smilšainā grunts krāsai (rajas un butes). Tajā pašā laikā plekstēm ir arī iespēja mainīt krāsu atkarībā no apkārtējā fona krāsas.
  • Spēja mainīt krāsu, pārdalot pigmentu ķermeņa daļā, ir zināma arī sauszemes dzīvniekiem (hameleoniem).
  • Tuksneša dzīvniekiem, kā likums, ir dzeltenbrūna vai smilšaini dzeltena krāsa.
  • Vienkrāsains aizsargkrāsojums ir raksturīgs gan kukaiņiem (siseņiem), gan mazajām ķirzakām, gan lielajiem nagaiņiem (antilopēm) un plēsējiem (lauva).
  • Atdalošs aizsargkrāsojums mainīgu gaišu un tumšu svītru un plankumu veidā uz ķermeņa. Zebras un tīģerus ir grūti pamanīt jau 50-40 m attālumā, jo ķermeņa svītras sakrīt ar gaismas un ēnas miju apkārtnē. Krāsošanas sadalīšana pārkāpj priekšstatus par ķermeņa kontūrām.
• biedējoša (brīdinājuma) krāsošana – arī nodrošina organismu aizsardzību no ienaidniekiem.

  Spilgts krāsojums parasti ir raksturīgs indīgiem dzīvniekiem un brīdina plēsējus par viņu uzbrukuma objekta neēdamību. Brīdinājuma krāsojuma efektivitāte bija cēlonis ļoti interesantai imitācijas parādībai - mīmikai. [rādīt] .

  Mīmika ir līdzība starp neaizsargātajiem un ēdamais veids ar vienu vai vairākām nesaistītām sugām, labi aizsargātas un ar brīdinājuma krāsojumu. Mīmikas parādība ir izplatīta tauriņiem un citiem kukaiņiem. Daudzi kukaiņi atdarina dzelojošus kukaiņus. Ir zināmas vaboles, mušas, tauriņi, kas kopē lapsenes, bites, kamenes.

  Mīmika ir sastopama arī mugurkaulniekiem – čūskām. Visos gadījumos līdzība ir tīri ārēja, un tās mērķis ir potenciālajos ienaidniekos radīt noteiktu vizuālu iespaidu.

  Mīmikas sugām ir svarīgi, lai to skaits būtu mazs, salīdzinot ar modeli, kuru tās atdarina, pretējā gadījumā ienaidnieki neizveidos stabilu negatīvu refleksu uz brīdinājuma krāsojumu. Mazo mīmisko sugu skaitu atbalsta augsta letālo gēnu koncentrācija gēnu fondā.

• ķermeņa formas līdzība ar vidi - ir zināmas vaboles, kas atgādina ķērpjus, cikādes, līdzīgi kā to krūmu ērkšķi, starp kuriem tās dzīvo. Stick kukaiņi izskatās kā mazs brūns vai zaļš zariņš.

  Aizsargājošas krāsas vai ķermeņa formas aizsargājošais efekts tiek pastiprināts, ja to apvieno ar atbilstošu uzvedību. Piemēram, kožu kāpuri aizsardzības pozā ir līdzīgi auga zaram. Atlase iznīcina indivīdus, kuru uzvedība viņus atmasko.

• augsta auglība
• citi pasīvās aizsardzības līdzekļi
  • Muguriņu un adatu attīstība augos pasargā tos no zālēdāju ēšanas.
  • Tādu pašu lomu spēlē indīgas vielas, kas dedzina matiņus (nātres).
  • Kalcija oksalāta kristāli, kas veidojas dažu augu šūnās, pasargā tos no kāpurķēžu, gliemežu un pat grauzēju ēšanas.
  • Veidojumi cieta hitīna seguma veidā posmkājiem (vabolēm, krabjiem), gliemjiem gliemežvākiem, krokodiliem zvīņas, bruņurupučiem un bruņurupučiem labi pasargā tos no daudziem ienaidniekiem. Tam pašam kalpo eža un dzeloņcūkas spalviņas.

Aktīvās aizsardzības ierīces, kustība,
meklē barību vai audzēšanas partneri

• kustību aparāta uzlabošana, nervu sistēma, maņu orgāni, uzbrukuma līdzekļu attīstība plēsoņām

  Kukaiņu ķīmiskie orgāni ir pārsteidzoši jutīgi. Čigānu kožu tēviņus piesaista mātītes smarždziedzera smarža no 3 km attāluma. Dažiem tauriņiem garšas receptoru jutība ir 1000 reižu lielāka nekā cilvēka mēles receptoru jutība. Nakts plēsēji, piemēram, pūces, lieliski redz tumsā. Dažām čūskām ir labi attīstīta termolokācijas spēja. Viņi atšķir objektus no attāluma, ja to temperatūras atšķirība ir tikai 0,2 ° C.

Pielāgošanās sociālajam dzīvesveidam - "darba" dalīšana bitēs.

Atkarībā no izmaiņu rakstura

• adaptācija ar morfofizioloģiskās organizācijas komplikāciju - daivu zivju parādīšanās uz sauszemes devona periodā, kas ļāva tām radīt sauszemes mugurkaulniekus

  Zivju daivu zari tika izmantoti rāpošanai pa rezervuāru dibenu. Gaisa norīšana un skābekļa izmantošana, izvirzot zarnu sieniņu - primitīvās plaušas - deva iespēju kompensēt skābekļa trūkumu tā laika ūdeņos. Šīs struktūras ļāva dažām zivīm kādu laiku atstāt ūdeņus. Sākotnēji šādas izejas tika veiktas, acīmredzot, lietainās dienās vai mitrās naktīs. Tieši to pašlaik dara amerikāņu sams (Ictalurus nebulosis). Pēc tam šīs struktūras attīstījās sauszemes dzīvnieku plaušās un ekstremitātēs. Pēc tam visa zivju organizācija piedzīvoja pamatīgas izmaiņas adaptācijas procesā dzīvei uz sauszemes.

  Šādas izmaiņas jauna biotopa attīstības gaitā, paplašinot funkciju loku, balstoties uz struktūrām, kuras iepriekš pildīja citas funkcijas, bet mainījās tādā virzienā un tādā mērā, ka spēja uzņemties jaunas funkcijas - sauc par pirmsadaptāciju. .

  Iepriekšējas adaptācijas fenomens vēlreiz uzsver evolūcijas adaptīvo raksturu, kas balstās uz noderīgu iedzimtu izmaiņu atlasi un esošo struktūru progresīvām transformācijām jaunu vides apstākļu apgūšanas procesā.

  Pēc stiprinājuma skalas

  • specializēti pielāgojumi . Ar specializētu adaptāciju palīdzību organisms risina specifiskas problēmas šauros lokālos sugas dzīves apstākļos. Piemēram, skudrulāča mēles struktūras īpatnības nodrošina skudrām barību.
  • kopīgi pielāgojumi - ļauj atrisināt daudzas problēmas plašs diapozons vides apstākļi. Tie ietver mugurkaulnieku iekšējo skeletu un ārējos posmkājus, hemoglobīnu kā skābekļa nesēju utt. Šādi pielāgojumi veicina dažādu ekoloģisko nišu attīstību, nodrošina ievērojamu ekoloģisko un evolūcijas plastiskumu, kā arī ir sastopami lielu organismu taksonu pārstāvjiem. Tādējādi rāpuļu senču formu primārais ragveida segums vēsturiskās attīstības procesā deva mūsdienu rāpuļu, putnu un zīdītāju vākus. Adaptācijas mērogs atklājas tās organismu grupas evolūcijas gaitā, kurā tā radās pirmo reizi.

  Tādējādi dzīvo organismu struktūra ir ļoti smalki pielāgota eksistences apstākļiem. Jebkura sugas pazīme vai īpašība pēc būtības ir adaptīva un piemērota noteiktā vidē, noteiktos dzīves apstākļos.

  Organismu piemērotības relativitāte un lietderība

  Adaptācijas rodas, reaģējot uz konkrētu ekoloģisku uzdevumu, tāpēc tās vienmēr ir relatīvas un lietderīgas. Adaptācijas relativitāte slēpjas to adaptīvās vērtības ierobežošanā noteiktiem dzīves apstākļiem. Tādējādi kožu tauriņu pigmentācijas adaptīvā vērtība salīdzinājumā ar gaišajām formām ir redzama tikai uz kvēpušu koku stumbriem.

  Mainoties vides apstākļiem, adaptācijas var izrādīties bezjēdzīgas vai pat kaitīgas organismam. Pastāvīga grauzēju priekšzobu augšana ir ļoti svarīga iezīme bet tikai tad, ja ēd cietu pārtiku. Ja žurku tur uz mīkstas barības, priekšzobi, nenolietojoties, izaug līdz tādam izmēram, ka barošana kļūst neiespējama.

  Neviena no adaptīvajām funkcijām nenodrošina absolūtu drošību to īpašniekiem. Mīmikas dēļ vairums putnu lapsenes un bites neaiztiek, taču starp tām ir sugas, kas ēd gan lapsenes, gan bites, gan to atdarinātājus. Ezītis un sekretārs putns ēd nekaitējot indīgas čūskas. Sauszemes bruņurupuču apvalks droši pasargā tos no ienaidniekiem, bet plēsīgie putni paceļ tos gaisā un satriec zemē.

  Dzīvo būtņu organizācijas bioloģiskā lietderība izpaužas harmonijā starp dažādu sugu organismu morfoloģiju, fizioloģiju, uzvedību un to dzīvotni. Tas slēpjas arī paša organisma atsevišķu daļu un sistēmu struktūras un funkciju pārsteidzošajā konsekvenci. Dzīvības rašanās teoloģiskā skaidrojuma atbalstītāji bioloģisko lietderību saskatīja kā dabas radītāja gudrības izpausmi. Bioloģiskās lietderības teleoloģiskais skaidrojums izriet no "galējā mērķa" principa, saskaņā ar kuru dzīvība attīstās virzītā veidā, pateicoties iedzimtai tieksmei uz zināmu mērķi. Kopš J. B. Lamarka laikiem pastāv hipotēzes, kas saista bioloģisko lietderību ar organismu adekvātas reakcijas uz ārējo apstākļu izmaiņām principu un šādu "iegūto pazīmju" pārmantošanu. Pārliecinošs arguments par labu vides ietekmē veikto izmaiņu lietderībai jau sen atzīts par to, ka mikroorganismi ir "atkarīgi" no zālēm - sulfonamīdiem, antibiotikām. V. un E. Lederbergu pieredze liecināja, ka tas tā nav.

  

  Petri trauciņā uz cietas barotnes virsmas mikrobs veido kolonijas (1). Ar īpašu zīmogu (2) visu koloniju nospiedums tika pārnests uz barotni ar nāvējošu antibiotikas devu (3). Ja šādos apstākļos auga vismaz viena kolonija, tad tā nāca no mikrobu kolonijas, kas arī bija izturīgas pret šo medikamentu. Atšķirībā no citām kolonijām pirmajā Petri trauciņā (4), tā auga antibiotiku mēģenē (5). Ja sākotnējo koloniju skaits bija liels, tad starp tām, kā likums, bija arī stabila. Tādējādi mēs nerunājam par mikroba virzītu adaptāciju, bet gan par iepriekšējas adaptācijas stāvokli, kas ir saistīts ar alēles klātbūtni mikroorganisma genomā, kas bloķē antibiotikas darbību. Dažos gadījumos "rezistentie" mikrobi sintezē enzīmu, kas iznīcina zāles, citos šūnu siena kļūst necaurlaidīga pret zālēm.

  Pret zālēm rezistentu mikroorganismu celmu rašanos veicina ārstu nepareizā taktika, kuri, vēloties izvairīties blakus efekti izrakstītas zemas, subletālas zāļu devas. Var izskaidrot arī pret indēm izturīgu formu parādīšanos kukaiņu un zīdītāju vidū - starp mutantiem organismiem ir stabila forma, kas indīgas vielas iedarbībā iziet pozitīvu atlasi. Piemēram, žurku rezistence pret varfarīnu, ko izmanto, lai tās nogalinātu, ir atkarīga no noteiktas dominējošās alēles klātbūtnes genotipā.

  Par organismu "tiešas pielāgošanās" iespējamību videi, "dabas mainīšanu, asimilējot apstākļus" daži biologi argumentēja jau pašreizējā gadsimta 40.–50. Iepriekš dotie viedokļi atbilst ideālistiskajiem uzskatiem un nevar izskaidrot bioloģisko lietderību, neizmantojot ideju, ja ne par Dievu, tad par īpašu dzīves attīstības mērķi vai programmu, kas pastāvēja jau pirms tās rašanās.

  Organismu uzbūves un funkciju bioloģiskā lietderība veidojas dzīvības attīstības procesā. Tā ir vēsturiska kategorija. Par to liecina izmaiņas to organizāciju veidos, kas ieņem dominējošo stāvokli organiskā pasaule planētas. Tādējādi abinieku dominēšana gandrīz 75 miljonu gadu garumā tika aizstāta ar rāpuļu dominēšanu, kas ilga 150 miljonus gadu. Jebkuras grupas dominēšanas periodos tiek novēroti vairāki izzušanas viļņi, kas maina attiecīgā lielā taksona relatīvo sugu sastāvu.

  Jebkuras adaptācijas un bioloģiskās lietderības rašanos kopumā izskaidro darbs dabā vairāk nekā 3,5 miljardus gadu ilgās dabiskās atlases laikā. No daudzajām nejaušajām novirzēm tas saglabā un uzkrāj iedzimtas izmaiņas, kurām ir adaptīva vērtība. Šis skaidrojums ļauj saprast, kāpēc bioloģiskā lietderība, skatoties telpā un laikā, ir dzīvo būtņu relatīva īpašība un kāpēc konkrētos dzīves apstākļos individuālās adaptācijas sasniedz tikai tādu attīstības pakāpi, kas ir pietiekama, lai izdzīvotu salīdzinājumā ar konkurentiem. ' adaptācijas.