Приспособления — основной результат эволюции. Поведенческие приспособления

Приспособительное поведение животных :: SYL.ru

Естественный отбор приводит к тому, что в природе выживают только приспособившиеся к внешним условиям виды. Действует он не только на уровне популяций, но и на уровне отдельных особей. Приспособительное поведение и строение живых организмов является основой адаптационных изменений.

Покровительственный окрас

Животные, ведущие открытый образ жизни и не пользующиеся естественными укрытиями, имеют маскировочный цвет покровов. Покровительственную окраску можно наблюдать у тундровой куропатки. Она постоянно рискует быть съеденной хищниками. Летом у птиц окрас бурый с рыжим, что делает их незаметными на фоне каменных россыпей. Зимой после линьки он меняется на белый. Самцы меняют окрас на летний позже самок, это необходимо для отвлечения внимания хищников от высиживающих птенцов самок.

Большинство представителей заполярной фауны имеют белый цвет покровов: полярная сова, песец, заяц, белый медведь и др. Гусеницы окрашены в цвет листвы или веток, по которым они передвигаются. Бентосные организмы имеют коричневатый оттенок, делающий их незаметными на фоне донных отложений. Камбалы способны подстраивать окрас под цвет грунта.

Такие динамические изменения происходят в результате перераспределения пигментов кожных покровов. Среди сухопутных животный самым известным маскировщиком является хамелеон.

Полосы и пятна, встречающиеся у крупных животных, также служат для маскировки. Они имитируют тень, делают контур животного более размытым.

Приспособительная форма тела

Приспособительное поведение животные - не единственный способ выжить. Форма тела также является эволюционным достижением, помогающем подстроиться под условия окружающего мира.

Дельфин – известное водное животное с запоминающейся формой тела. Скорость передвижения в водной среде, которая в восемь сотен раз плотнее воздуха, достигает сорока километров в час. Снизить сопротивление среды дельфинам удалось путем приобретения обтекаемой формы и отсутствия ушных раковин. Аналогичные приспособления есть у большинства водных обитателей: китов, тюленей, рыб.

Обтекаемая форма тела птиц уменьшает количество энергии, требуемой для полета и позволяет развивать большую скорость. По быстроте им нет равных в животном мире. Приспособительная форма тела помогает животным маскироваться. Гусеница бабочки-пяденицы передвигается по веточкам и внешне напоминает небольшой сучок. Некоторые паукообразные схожи с колючими частями растений, а бабочки – с пожелтевшими листьями.

Вместе с маскировочным окрасом животным свойственна способность замереть перед броском к добыче или в минуту опасности. Наибольшим разнообразием форм и расцветок отличаются представители фауны, уподобляющиеся цветкам. Схожесть настолько велика, что некоторые насекомые садятся прямо на них, принимая за растение.

Предупредительный окрас покровов

Приспособительные особенности строения, окраски и поведения животных настолько многообразны, что их классификацию стоит считать условной. Часто животные имеют не маскирующий цвет покровов, а яркий и заметный. Ее имеют существа, способные ужалить, отравить или имеющие мерзкий вкус. Назначение такого окраса в том, чтобы предупредить хищника: "Я опасен! Я невкусный! Не трогай меня!".

Божья коровка способна выделять опасный для птиц секрет и своим ярким окрасом предупреждает их. Заметная расцветка есть у ядовитых змей и гусениц. Некоторые земноводные с ярким обликом неповоротливы, активны днем и не скрываются от врагов. А их сородичи, напротив, имеют защитный цвет покровов и передвигаются по ночам. Одни из самых опасных амфибий - древолазы. Их кожный секрет способен парализовать хищника.

Бабочка-медведица выделяется ярким узором на крыльях, который предупреждает хищников о ядовитости потенциальной жертвы. Помимо токсинов, содержащихся в крови, насекомое издает дурной запах.

Синекольчатый осьминог, обитающий в тропических водах, имеет настолько красивый внешний вид и сильный яд, что одного укуса достаточно для того, чтобы убить жертву. Противоядия от сильнейшего нейротоксина нет.

Мимикрия

Предостерегающая окраска оказалась настолько действенной, что ряд видов стали использовать это в своих интересах. Живое существо своим внешним видом подражает ядовитому и опасному представителю другого таксона. Это явление получило название мимикрия.

Внешнее сходство достигается не только благодаря окрасу, но и форме тела. Муха-журчалка имеет желто-черные полоски, но совершенно беззащитна, в отличие от пчелы. Насекомое имеет и приспособительное поведение, которым она копирует действия опасного двойника:

Собирает нектар с цветков.
При полете издает похожие на пчелу звуки.
При угрозе жужжит аналогично пчеле.

Совокупность поведения и окраса – залог неприкосновенности для журчалки.

Приспособительное поведение: примеры животных

Организмы пытаются выжить, в этом не последнюю роль играет приспособительное поведение. Поведение живых организмов меняется в момент опасности:

Гуси шипят, вытянув шею.
Кошки изгибают спину и поднимают хвост, шерсть встает дыбом.
Волки показывают оскал.
Жабы выпрямляют задние конечности.
Скунс сначала топчется, а затем, задрав хвост, брызгает струей жидкости с неприятным запахом.
Жук-бомбардир стреляет ядом, вызывающим ожоги. От струи в воздухе появляется "дымка", которая позволяет скрыться насекомому.

У всех перечисленных видов есть свои приспособительные особенности строения и поведения. Животным это необходимо для выживания.

Запасание корма

Защита от врагов - не единственное проявление приспособительного поведения. Примером может служить и создание резерва для питания в неблагоприятный период. Бурундук сначала прибирается в своей кладовой: выносит остатки прошлогодних запасов, а на пол кладет сухую листву. В качестве провианта он приносит орехи, грибы и семена, которые складывает отдельно друг от друга и тщательно сортирует. Количество запасенного корма может достигать восьми килограмм.

Особенности приспособительного поведения есть и у других животных: схроны с пищей на зимний период делают белки, сойки, мыши и хищные животные. Пережить неблагоприятные месяцы ежу, барсуку, суслику и медведю помогает спячка. Питательные вещества они запасают внутри организма, а затем экономно их расходуют при замедленном метаболизме.

Поздней осенью медведь обрастает длинной густой шерстью и находит в глухом лесу место для зимовки. Свое ложе он выстилает опавшей листвой и мхом. К этому времени у хозяина тайги уже сформировался достаточный слой подкожного жира. Со временем снег заметет медведя, образуется берлога, внешне напоминающая огромный сугроб. Дремлющее животное в течение зимы постепенно расходует запасенные вещества. Температура тела при этом уменьшается до тридцати градусов.

Забота о потомстве

Для сохранения вида огромное значение имеет адаптация для защиты подрастающего поколения. Рыбы отгоняют хищников от мест икрометания или вынашивают ее в ротовой полости. Самцы колюшки изготавливают своеобразное гнездо для икры. В нем для доступа кислорода оборудуются два отверстия.

У некоторых видов лягушек развитие икры осуществляется в выводковой сумке. Птицы вьют гнезда, откладывают яйца и высиживают птенцов. После вылупления обеспечивают их питанием и защитой, что является приспособительной особенностью поведения животных.

Млекопитающие не только вскармливают и защищают малышей, но и передают им навыки добывания пищи.

Физиологические адаптации

В процессе выживания не бывает мелочей. Для животного важны не только внешние признаки и поведение, но и адаптация на физиологическом уровне. Без нее устойчивость обменных процессов в организме на фоне меняющихся внешних условий находится под угрозой.

Накопленный подкожный жир помогает живым организмам в условиях пустыни длительное время обходиться без влаги. Она получается при его окислении. Одновременно с этим минимизируется и потеря воды через испарение.

Тюлени способны нырять на большие глубины, достигающие 600 м. Они задерживают дыхание на срок до одного часа. Это возможно благодаря миоглобину, который находится в мышечной ткани. Данный пигмент способен связать кислорода на порядок больше, чем гемоглобин. У сов зрение адаптировано к отсутствию света в ночное время. Летучие мыши прокладывают путь в темноте, используя эхолокацию.

К внешним условиям вынуждены адаптироваться и представители флоры. Листья кактусов постепенно видоизменились в колючку для уменьшения площади транспирации. Мясистый стебель служит резервуаром для влаги.

Огромные листья кувшинок, наоборот, способствуют большой скорости транспирации в условиях высокой влажности воздуха. Тундровая растительность имеет свои приспособления: низкий рост, мелкие листья, поверхностную корневую систему, быстрое развитие в вегетационный период.

Относительность приспособлений

Совершенство адаптаций отточено многовековым течением естественного отбора, однако никакое из них не является идеальным во всем. Каждое приспособление помогает живому организму только при определенных условиях. Если они изменятся, то признак становится нейтральным или даже опасным для самого индивида.

Белую куропатку выдает тень, отбрасываемая на снег ясным днем. Заяц после осенней линьки становится заметным на фоне темных деревьев. Стрижу для взлета необходимо оттолкнуться от края поверхности. Короткие ноги и длинные крылья препятствуют набору высоты с ровной площадки.

Панцирь защищает черепах от врагов, но хищные птицы научились сбрасывать рептилий с большой высоты для того, чтобы разбить его. Резцы грызунов растут без остановки, что необходимо для питания твердой пищей. Если их рацион будет состоять только из мягкого корма, то переросшие зубы не дадут возможности есть.

www.syl.ru

Растения поведенческие приспособления

По сравнению с этими примерами приспособления растений и животных к высокой температуре более ограничены. Они допускают превышение температурного оптимума или нормальной температуры тела лишь на единицы градусов и основаны не столько на функциональных, сколько на морфологических и поведенческих механизмах.[ ...]

ЖИЗНЕННАЯ ФОРМА - внешний облик растений и животных, отражающий их приспособленность к условиям внешней среды. Внешне Ж. ф. характеризуется общими чертами адаптации к среде, схожестью основных морфологических черт и поведенческих признаков. В 1903 г. датский ботаник К.Раункиер предложил удачную классификацию растений, основанную всего на одном признаке — положении почек возобновления относительно земной поверхности. Среди наземных растений он выделил о главных типов, назвав их жизненными формами (см. рис. 11).[ ...]

От низких температур при сильных ветрах в малоснежные зимы страдают растения и животные. Так, в годы, когда снега выпадает мало, гибнут мышевидные грызуны, кроты и другие мелкие животные. Вместе с тем в широтах, где зимой выпадают осадки в виде снега, растения и животные исторически приспособились к жизни в снегу или на его поверхности, выработав различные анатомо-морфологичес-кие, физиологические, поведенческие и другие приспособления. Например, у некоторых животных увеличивается к зиме опорная поверхность ног путем обрастания их жесткими волосами (рис. 5.50), перьями, роговыми щитками. Другие мигрируют или впадают в неактивное состояние — сон, спячку, диапаузу (рис.4.23). Ряд животных переходит на питание определенными видами кормов.[ ...]

Ж. фитофаги и паразиты — основные регуляторы плотности популяций многих видов растений и «транспортное средство», благодаря которому происходит расселение последних (см. Зоохория). ЖИЗНЕННАЯ ФОРМА (Ж.ф.) — внешний облик организма, комплекс морфологических, анатомических, физиологических и поведенческих признаков, в котором отражается его приспособленность к условиям внешней среды. В сходных условиях среды организмы даже из систематически далеких групп могут иметь сходную Ж.ф.[ ...]

Любой организм стремится оградить себя от своего потребителя. Эти «средства заищгы» есть и у растений и у животных. Они подразделяются на физические, химические, морфологические и поведенческие. С другой стороны, эти средства оказывают воздействие и на организмы-потребители — наиболее приспособленные «пожиратели» выживают в большем количестве, разрабатывая все более изощренные средства нападения, а «пожираемые» разрабатывают все новые и новые средства защиты. В результате возникает эволюционное давление одного организма на другой и эволюция каждого частично зависит от эволюции другого. Такие явления называют сопряженной эволюцией, или коэволюцией.[ ...]

С понятием экологической ниши связано понятие жизненной формы -группы видов (как систематически близких, так и далеких) со сходными приспособительными структурами для обитания в одинаковых условиях среды. Например, разные виды растений, живущие в пустынях и далеко отстоящие в систематическом отношении, обладают неодинаковыми, но однонаправленными приспособлениями (адаптациями) к предотвращению потерь влаги и обитанию в безводных условиях (например, кактусы и молочаи). Внешне жизненная форма характеризуется общими чертами приспособления к среде, схожестью основных морфологических черт и поведенческих признаков. Например, жизненные формы прыгунов представлены тушканчиками и кенгуру.[ ...]

С лучистой энергией Солнца связана освещенность земной поверхности, определяющаяся продолжительностью и интенсивностью светового потока. Вследствие вращения Земли происходит периодическое чередование темного и светлого времени суток, а также изменение продолжительности светового дня. Поскольку данный фактор имеет правильную периодичность, то его значение для жизни исключительно велико. У растений и животных в процессе эволюции выработались глубокие физиологические, морфологические и поведенческие адаптации к динамике освещенности. У всех животных, включая человека, существуют так называемые циркадные (суточные) ритмы активности. Многие растения распускают цветы в дневное время и закрывают их ночью, а процессы фотосинтеза и дыхания, световые и темновые реакции наглядно демонстрируют приспособленность живого к освещенности.[ ...]

Помрой (1959), например, установил, что на обитающие в иле водоросли в лиманах Джорджии приходится по меньшей мере треть всей годовой первичной продукции. Результаты его исследований показали, что летом интенсивность фотосинтеза выше всего во время прилива, когда вода охлаждает организмы; зимой же интенсивность фотосинтеза выше всего во время отлива, когда отмели в бухте освобождаются от воды и донные осадки быстро прогреваются солнцем. В результате величина первичной продукции поддерживается приблизительно на постоянном уровне в течение года. Это еще один хороший пример функционального гомеостаза в условиях заметных сезонных изменений освещенности и температуры. Изучая бентосных диатомовых, обитающих в лиманах, Уильямс (1968) обнаружил, что многие из них строят трубочки из ила, в которых передвигаются вверх и вниз в соответствии с режимом освещенности и температуры (пример «поведенческого» приспособления растений). Схема потока энергии в засоленном марше лимана приведена в работе Тила (1962).[ ...]

Как уже много раз подчеркивалось, организмы не являются рабами физических условий среды; они приспосабливаются сами и изменяют условия среды так, чтобы ослабить лимитирующее влияние температуры, света, воды и других физических факторов. Такая компенсация факторов особенно эффективна на уровне сообщества, но возможна и на уровне вида. Виды с широким географическим распространением почти всегда образуют адаптированные к местным условиям популяции, называемые экотипами. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют местным условиям. Компенсация в отношении разных участков градиента температуры, света и других факторов может сопровождаться появлением генетических рас (с морфологическими проявлениями или без них) или может быть просто физиологической акклимацией. Удобным методом для проверки того, сопровождается ли появление экотипов генетическим закреплением, служит метод реципрокных пересадок. МакМиллан (1956), например, обнаружил, что злаки, принадлежащие к одному виду и идентичные по всем внешним признакам, при пересадке на экспериментальные участки из разных районов географического ареала по-разному реагировали на свет. В каждом случае они сохраняли приспособленную к исходному району сезонную цикличность (время роста и размножения). В прикладной экологии часто оставляли без внимания возможность генетического закрепления особенностей местных линий, в результате чего интродукция животных и растений часто оканчивалась неудачей, так как вместо приспособленных к местным условиям линий использовались особи из отдаленных областей. Компенсация факторов в местном или сезонном градиенте также может сопровождаться появлением генетических рас, но часто осуществляется за счет физиологической адаптации органов или сдвигов взаимоотношений «фермент—субстрат» на клеточном уровне. Сомеро (1969), например, указывает, что кратковременная температурная компенсация основана на обратной зависимости сродства фермента к субстрату от температуры, а длительная эволюционная адаптация скорее изменяет само это сродство. У животных, особенно у крупных, с хорошо развитой локомоторной способностью, компенсация факторов возможна благодаря адаптивному поведению — они избегают крайностей местного градиента условий.[ ...]

ru-ecology.info

Поведение как приспособление

Поведение как процесс уравновешивания организма со средой является самой активной, наиболее подвижной и тонкой формой приспособления к среде.

Поэтому анализ поведения с генетической и физиологической позиций имеет прямое отношение к изучению эволюции онтогенетических механизмов.

Поведение животных обычно рассматривают с двух позиций: психической деятельности и высшей нервной деятельности. На Западе принято рассматривать поведение как результат психической деятельности животных, что изучается экспериментальной психологией. В физиологической школе И. П. Павлова некоторые его последователи настаивают на отождествлении понятий поведение и высшая нервная деятельность.

Мы считаем, что понятия «поведение» и «высшая нервная деятельность» различны. Высшая нервная деятельность представляет собой условно-рефлекторный механизм поведения животных. Поведение животного является интегральным выражением процесса приспособления его в индивидуальном развитии к динамике внешней среды и физиологического состояния организма.

Для примера рассмотрим одну из причин выбора оптимальной температуры особями дикой мыши и альбиноса. Дикие мыши предпочитают 37°, а альбиносы —34°. У диких мышей тоньше кожа и гуще шерсть на животе (70 волос на 1 мм2), у альбиносов густота шерстного покрова на животе меньше (52 волоса).

Гибриды первого поколения между этими двумя линиями мышей предпочитают 34°, у них наследуется толщина кожи дикой мыши, а густота шерсти — альбиноса. При возвратном скрещивании наблюдается расщепление 1:1, т. е. половина потомства предпочитает температуру 34°, и оно же имеет меньше волос на животе (50 на 1 мм2), другая половина избирает 37° и имеет более густую шерсть. Следовательно, активный выбор оптимальной температуры наследуется не через особенность поведения, а особенность данного акта поведения обусловлена густотой шерсти.

В поведение включаются наследственные, врожденные и приобретенные акты. Под наследственно определяемыми актами поведения имеются в виду генетически детерминированные целесообразные реакции животных на среду без обучения; врожденными актами называют реакции на среду, формирующиеся в период эмбриогенеза; приобретенные акты поведения создаются в течение индивидуальной жизни, т. е. через обучение. Например, все животные так или иначе без обучения проявляют заботу о потомстве, делают гнезда, на зимовку запасаются пищей и т. д. Этим актам в каждом поколении животные не обучаются. Из отдельных актов складывается сложная цепь реакций, которая представляет собой наследственно определяемый стереотип поведения, называемый инстинктом.

Однако наследственная форма поведения является консервативной формой приспособления к среде, поскольку она целиком наследственно фиксирована. В процессе эволюции животных возник принципиально иной механизм — механизм индивидуального приспособления через обучение или выработку условного рефлекса в течение жизни животного. В разной мере этот механизм адаптации свойствен всем животным.

Вызывает крайнее удивление, что на Западе при изучении поведения, или психической деятельности животных и человека, почти полностью игнорируется условно-рефлекторный анализ поведения, хотя говорится об «обучении», интеллектуальности «исследовательской активности» и т. д. Очевидно, такое игнорирование вызвано тем, что физиологи школы И. П. Павлова в изложении своих представлений не смогли найти общебиологического научного языка, раскрыть значение условного рефлекса как механизма адаптации и основного метода изучения сложных форм поведения с учетом роли генотипа. По И. П. Павлову, существуют безусловные — врожденные, т. е. наследственные, рефлексы и условные, приобретенные в течение жизни, рефлексы. Совпадение во времени действия факторов среды, вызывающих наследственно детерминированные реакции, и индифферентных раздражителей ведет к образованию условных рефлексов. Благодаря условным рефлексам животные дифференцируют среду, пространство и время. С помощью условных рефлексов животные могут целесообразно, т. е. адекватно, реагировать на изменение факторов внешней среды.

Сама возможность образования у животного условного рефлекса определяется генотипом и является универсальным механизмом для всего животного мира. Организмы одного и того же вида, но с разными генотипами, способны вырабатывать разные условные рефлексы и с различной скоростью. Условные рефлексы начинают формироваться с момента рождения на все конкретные раздражители внешней среды, которые могут восприниматься рецепторами животных. Так, если у ощенившейся собаки смазать шерсть камфарным маслом, затем дать ей покормить щенят, то после двух-трех сочетаний у щенят образуется условный рефлекс на запах камфарного масла. Запах камфарного масла становится сигналом пищи. Если камфарным маслом смочить вату и поднести ее к слепым щенкам, то они поползут по направлению к запаху.

Пчелы способны так же быстро, как и млекопитающие, вырабатывать условные рефлексы на цвет, запах растения, предметы, на угол падающих лучей солнца и т. д. и при помощи их ориентироваться в пространстве. Так, если приучить пчел прилетать к синему фанерному щиту, где поставлена подкормка — сахарный сироп, то они неизменно будут посещать этот щит строго в те часы дня, когда выставляется подкормка. Если этих пчел перевезти в новый район и выпустить в неурочное время, то они оказываются дезориентированными. Но если установить тот же синий фанерный щит с прежним азимутом и в урочные часы, то пчелы быстро его найдут и начнут ориентироваться в пространстве в новой обстановке.

В течение жизни особи условные рефлексы формируются в стереотипы — суточные, пищевые, оборонительные, игровые, половые, миграционные, агрессивные и т. д. В соответствии с генотипом, определяющим норму реакции в осуществлении безусловных рефлексов у разных особей, формируются сложные жизненные стереотипы.

Опытами школы И. П. Павлова было показано, что если щенят воспитывать в «тюремных» условиях, т. е. строго изолированно от внешних раздражителей и от контакта с другими животными, то выросшие животные оказываются трусливыми. Напротив, свободное воспитание щенят ведет к более полной реализации детерминированных генотипом возможностей поведения.

В основе условно-рефлекторной деятельности лежит динамика нервных процессов — возбуждение и торможение. Соответственно характеристике свойств этих процессов (силе, уравновешенности и подвижности) И. П. Павлов выделял, например, у собак четыре типа высшей нервной деятельности, заимствуя эту классификацию из классификации темперамента людей Гиппократа (холерики, сангвиники, флегматики, меланхолики). Сильный тип делится на неуравновешенный, или безудержный, (холерик) и уравновешенный, который в свою очередь делится на подвижный (сангвиник) и инертный (флегматик). Слабый тип составляет особую группу животных. Вся эта классификация основана на тестах условно-рефлекторной деятельности, т. е. показателях величины условного рефлекса при различных испытаниях. Классификация типов с помощью метода условных рефлексов действительно объективно отражает динамику нервных процессов в коре головного мозга животных.

Вместе с тем И. П. Павлов определял тип нервной деятельности как «сплав» безусловных — наследственных и приобретенных — условных рефлексов. Однако классификация типов высшей нервной деятельности является условной.

Если нервные процессы детерминированы генетически и в популяции не происходит отбора, то должно быть выщепление, кроме основных типов, различных промежуточных комбинаций по свойствам нервных процессов.

Среди некоторых физиологов довольно широко распространено мнение, что некоторые условные рефлексы могут переходить в безусловные. При этом ссылаются на И. П. Павлова, который в 1914 г. писал: «В высшей степени вероятно (и на это имеются уже отдельные фактические указания), что новые возникающие рефлексы при сохранности одних и тех же условий жизни в ряде последовательных поколений непрерывно переходят в постоянные». Однако доказательства этому до сих пор не получены и они вряд ли возможны.

Условные рефлексы, или временные связи, являются универсальным механизмом индивидуального приспособления животных и человека. Поэтому есть основание предполагать, что отбор и соответственно прогресс животных и человека в эволюции осуществляются по линии расширения роли условных рефлексов как наиболее активной и прогрессивной формы приспособления животных. В силу этих обстоятельств всякий переход условного рефлекса в безусловный если и возможен, то как частное явление. Действительно, в ряде случаев могут иметь место явления, имитирующие наследственное закрепление конкретного условного рефлекса в ряду поколений по принципу стабилизирующего отбора. Выработка одного и того же условно-рефлекторного акта у особей из гетерогенной популяции при сохраняющихся условиях в ряду поколений может привести к отбору определенного генотипа, которому свойствен данный тип условной реакции. Так, например, вырабатывая у крысы условный рефлекс на правый поворот в лабиринте, можно отобрать животных с генотипически закрепленной анатомической и физиологической асимметрией. В последующем животные данной линии будут осуществлять данное движение наследственно.

По-видимому, подобным образом совпадал отбор на стойку с «обучением» у легавых собак. Ориентировочная реакция на новый раздражитель — объект, запах и т. д. — свойственна всем животным и человеку, она включает в себя вопрос «что такое?», и поэтому данный безусловный рефлекс И. П. Павлов назвал исследовательским рефлексом. У разных животных он проявляется различным образом. Возможно, путем отбора у собак выделялись генотипы, которые при дрессировке легче вырабатывали данный рефлекс — стойку, т. е. поддавались обучению. Таким образом, здесь наследуется сама способность к реакции — к стойке, обучение заново совершается в каждом поколении.

Кроме того, с помощью отбора генотипов из популяции в ряду поколений можно создавать линии с наследственно закрепленными особенностями поведения, которые способствуют более ускоренной или замедленной выработке определенных условных рефлексов. В результате селекции или естественного отбора появляются генетически детерминированные особи — «тупые» и «способные» к обучению в определенных условиях среды. В других условиях те же животные могут показать иные свойства.

Так, например, если у молоди двух видов рыб — осетра и стерляди, выращенных в одинаковых условиях, вырабатывать в сравнимых условиях пищевой условный рефлекс — подплывание к месту подачи корма по сигналу красной лампочки, дающей освещенность 40 лк, то осетр за 10—12 сочетаний этого сигнала с подкормкой будет подплывать к месту подачи корма только по условному сигналу. У стерляди даже после 200 сочетаний этот рефлекс не вырабатывается. Однако если уменьшить освещенность до 20 лк, то рыбы обоих видов обучаются с одинаковой скоростью. Оказывается, что сила условного раздражителя у стерляди вызывает наследственно определяемый оборонительный рефлекс, который и тормозит образование пищевого условного рефлекса.

Изучение свойств высшей нервной деятельности различных пород животных внутри вида показывает, что они различны для каждой породы. Так, например, среднеазиатские овчарки, по данным Л. В. Крушинского, являются по преимуществу флегматиками, т. е. имеют высокую инертность нервных процессов. Фокстерьеры, наоборот, крайне возбудимы. Специальными исследованиями силы уравновешенности и подвижности нервных процессов у разных пород кур в опытах В. В. Пономаренко и линий мышей в опытах В. К. Федорова было показано, что каждая порода кур (леггорн, австралорп, белый плимутрок) или линия мышей характеризуются определенными параметрами данных свойств. При скрещивании эти свойства наследуются у гибридов различным образом, а сила возбудительного процесса наследуется преимущественно по материнской линии.

Условно-рефлекторный метод изучения поведения животных в наибольшей степени отвечает требованиям генетического анализа индивидуального приспособления. В его основе лежит изучение условных и безусловных рефлексов, из которых складываются сложные акты поведения. Таким образом, сложные формы поведения разлагаются на отдельные рефлексы: пищевые, оборонительные, исследовательские (ориентировочные), игровые, половые и т. д. Этим достигается большая генетическая элементарность признака для изучения сложных форм поведения.

Следует подчеркнуть, что для изучения поведения, прежде всего, важно исследовать не сложные акты поведения, а те нервные процессы, которые определяют поведение. Начальным этапом этого изучения является создание селекционных линий с наиболее элементарными параметрами физиологических процессов, что в настоящее время и начинает разрабатываться.

Значение условного рефлекса как механизма онтогенетической адаптации расширяется в связи с тем, что с его помощью может осуществляться функциональная передача адаптивных рефлексов от родителей потомству и от одних членов сообщества другим.

Приведем в качестве иллюстрации следующий опыт. Если только что вылупившиеся утята несколько дней находились вместе с матерью, то на все ее сигналы они отвечают положительной реакцией. Если к утке подсадить утят того же возраста и той же окраски, но выведенных в инкубаторе, то эти утята не только не реагируют на сигналы утки, но даже разбегаются. Между матерью и потомством в этом случае нет преемственности — сигнальной связи. Птенцы многих певчих птиц, выкормленные в гнездах птиц других видов, подражают голосу и рефлексам приемных родителей. То же самое имеет место и у млекопитающих.

Эти примеры показывают, что между родителями и потомством вырабатывается преемственность, которая осуществляется на основе механизма условного рефлекса. Потомство в порядке подражательного рефлекса перенимает приспособительные реакции, приобретенные за время жизни родителями. Поскольку этим путем осуществляется функциональная преемственность между поколениями в отношении адаптивных реакций, мы вправе эту форму передачи информации в поколениях отнести к особому типу наследственности, которую называем сигнальной. Сигнальной она названа потому, что адаптивные реакции передаются посредством условных раздражителей, являющихся сигналами к действию.

У общественных насекомых мы также встречаемся с системой функциональной сигнализации. Так, например, у пчел внутри улья существует передача информации о наличии взятка в поле, расстоянии и направлении его расположения посредством специальных движений — «танца», названного К. Фришем «языком пчел». С помощью танца пчела-разведчица, вернувшись в улей, мобилизует других пчел семьи на полет за взятком и передает программу полета. Раньше считали, что такого рода передача информации является наследственно закрепленной — инстинктивной. Как выяснилось в опытах Н. Г. Лопатиной и сотрудников, танец пчелы представляет собой стереотип движений, вырабатываемый через условный рефлекс в течение индивидуальной жизни. Пчелы, воспитанные в улье без вылета в природу и затем помещенные в нормальную пчелиную семью, не могут декодировать программу танца и не понимают языка этой пчелиной семьи.

Сигнальная передача не может называться наследственностью в полном смысле слова, поскольку она не обусловлена генами, но ее роль в эволюции животных огромна, и эта проблема ждет своего анализа.

Изучение генетической детерминации поведения животных и человека является задачей специального раздела генетики — генетики поведения. Исследование генетики поведения животных представляет самостоятельный интерес для выяснения роли поведения в эволюции, а также для селекции животных. Продуктивность сельскохозяйственных животных в значительной мере зависит от характера их поведения, т. е. характеристики их нервных процессов, поскольку на долю нервной регуляции приходится основная функция координации деятельности животного.

Изучение генетики поведения животных представляется интересным для познания поведения человека, его психики. Конечно, между человеком и животным имеются принципиальные различия, заключающиеся в наличии у человека второй сигнальной системы, его способности не только приспосабливаться к внешней среде, но и приспосабливать ее к своим потребностям, и, наконец, способность человека организовать социальную среду. Несмотря на эти различия, органические свойства человека сходны с животными. Поэтому многие явления, изученные на животных, могут быть экстраполированы и на человека.

Установлено, что ряд психических заболеваний человека детерминирован наследственно: в пользу этого говорят многие факты, в том числе и то, что умственные способности у однояйцевых близнецов более сходны, чем у разнояйцевых близнецов. Однако, как показывают опыты на животных, объяснение наследственной детерминации интеллектуальных способностей человека действием отдельных генов является бесперспективным занятием. Вероятнее всего, способность определяется полигенно. Кроме того, проявление наследственной детерминации способности в значительной мере зависит от тренировки организма, социального и материального факторов.

Если для повреждения работы мозга достаточно иногда отдельной мутации, то обеспечить нормальное функционирование мозга могут только сложная генетическая система и благоприятная среда в широком смысле. Именно для этого необходимо изучение генетики поведения животных и человека.

Итак, онтогенетика изучает генетические основы индивидуального развития путем изучения действия генов на обменные и морфологические процессы в системе онтогенеза. Ген характеризуется определенным временем вступления в действие, определенным местом приложения этого действия и специфическим фенотипическим эффектом.

Знание этих процессов раскрывает широкие возможности управления онтогенезом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Защитные приспособления у животных — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Защитное приспособление в действии: чёрная акула (а–с и американский полиприон (d–f) пытаются схватить миксину. Сначала хищники приближаются к своей потенциальной добыче. Они кусают или пробуют проглотить миксину, но та выпускает струю слизи им в рот. Задыхаясь, хищники отпускают миксину и пытаются удалить слизь изо рта и жаберных камер[1].

Защитные приспособления — механизмы, развившиеся в процессе эволюции, которые помогают кормовым организмам в их постоянной борьбе против хищников.

Самый первый способ обороны заключается в том, чтобы не быть обнаруженным благодаря камуфляжу, обитанию под землёй, стайному или ночному образу жизни. Кроме того, животные-жертвы могут отогнать нападающего, продемонстрировав выраженный апосематизм; с помощью мимикрии под животных, обладающих защитными приспособлениями; отпугивающего и отвлекающего поведения; сигналов, говорящих о безуспешности преследования; и оборонительных приспособлений, таких как колючки. Несмотря на то, что группу легче обнаружить, её члены менее подвержены нападению со стороны хищников за счёт повышения бдительности, запутывания хищника и вероятности атаки на другого сородича.

Некоторые животные-жертвы способны отбиваться от хищников с помощью самопроизвольного кровопускания, коллективного нападения или выброса ядовитых веществ. Наконец, некоторые виды, будучи пойманными, способны спастись за счёт утраты определенных частей тела, достаточно длинных, чтобы отвлечь хищника и дать жертве время, чтобы убежать: раки откидывают клешню, ящерицы сбрасывают хвосты.

ru.wikipedia.org

"Приспособленность организмов к среде обитания как результат естественного отбора"

Разделы: Биология

Цель: сформировать знания у учащихся о приспособленности организмов к окружающей среде.

Задачи:

образовательные: формирование знаний о различных способах приспособленности организмов к окружающей среде;

развивающие: умение работать с учебником, анализировать, сравнивать, выделять главное, логически мыслить

воспитательные: содействие эстетическому воспитанию, формирование научного мировоззрения.

Оборудование: таблица “Приспособленность и ее относительный характер”, фотографии, рисунки, коллекции организмов растений и животных, презентация.

Ход урока

В форме фронтальной беседы предлагается ответить на вопросы.

1. Как объяснить приспособленность живых существ к среде обитания?

2. Как возникло существующее в природе многообразие видов?

3. Почему в ходе эволюции происходит повышение организации живых существ?

На вопросы: какое объяснение приспособленности организмов было распространено в XVIII в.? Как Ламарк объяснял эти явления? - учащиеся без труда дают ответы, которые учитель обобщает замечание о противоречиях между научными фактами, раскрывающими совершенство органического мира, предлагавшимися тогда объяснениями.

Учащиеся по группам получают задания и разные объекты для работы:

Рассмотреть плоды и семена берёзы, сосны, одуванчика, мака и др. и определить характер их приспособленности к распространению.

Результаты работы учащиеся записывают в таблице.

Название растения

Характер приспособления

Способ распространения

1. Береза

Сосна

Ива, тополь

Одуванчик

2. Мак

3. Горчица

4. Репейник

5. Рябина

6. Очиток едкий

С обеих сторон плода каемки - крылья

Крыловидные придатки

Пучки волосков

Волосистые хохолки

Раскрывающиеся коробочки

Раскрывающиеся стручки

Прицепки

Ярко окрашенные плоды

Семена не тонут в воде

Ветром

”

Путем растрескивания сухих плодов

Животным и человеком

Птицы

Водой и ветром

Каждая группа учащихся делает сообщение о результатах работы, демонстрируя объекты. Затем на основании выводов из групп делают обобщения о разнообразных приспособлениях в одной и той же среде.

Большое внимание следует уделить объяснению возникновения приспособлений согласно учению Дарвина о естественном отборе в сравнении с объяснением Ламарка.

Необходимо добиться, чтобы учащиеся могли правильно объяснить с позиции учения Дарвина, как возникло то или иное приспособление.

Зачитывается и разбирается описание образования длинных ног и длинной шеи по Ламарку и Дарвину.

Затем учащимся предлагается объяснить возникновение:

белой окраски полярных животных;
игл у ежа;
раковины у моллюсков;
аромата дикой розы;
сходства гусеницы пяденицы с сучком

При ответах учащиеся дают объяснения фактов на основе дарвинского учения, сравнивания с возможной трактовкой этих же примеров по Ламарку выявляют ее идеологическую сущность.

Главное внимание обращается на выяснение причин, вследствие которых теория Ламарка оказалась бессильной объяснить происхождение органической эволюции, что блестяще было сделано Ч. Дарвиным.

Приспособление, или адаптация - это способность организма выживать и оставлять потомство в данной среде обитания.

Примеры приспособленности

Причины возникновения	Виды приспособлений	Примеры
1. Защита от врагов	Покровительственная окраска (делает организмы менее заметными на фоне окружающей среды)	Белая куропатка, заяц беляк (меняет цвет в зависимости от времени года), окраска самок открытогнездящихся птиц (тетерев, рябчик), зеленый цвет личинок гусениц, окраска ночных бабочек и т.п.
	Маскировка (форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами)	Гусеница пяденника напоминает веточку по форме и цвету, насекомое палочник очень похоже на палочку сухого тростника, некоторые насекомые полностью повторяют форму и окраску листьев
	Мимикрия - подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида (или предмету среды)	Подражание некоторых мух жалоносным перепонча-токрылым (муха – журчалка - пчела)
	Предупреждающая окраска - яркая окраска, предупреждающая о ядовитости живого организма.	Яркая окраска божьей коровки, мухоморов, многих ядовитых лягушек и т.п.
	Угрожающие позы	Плащеносная ящерица имеет ярко окрашенный капюшон, который раскрывает при встрече с врагом, очковые змеи, некоторые гусеницы (бражника)
Приспособления к условиям среды	Обтекаемая форма тела	Рыбы, морские млекопитающие, птицы.
	Приспособления к полету	Перья и крылья птиц, крылья насекомых.
Приспособления к размножению	Брачное поведение	У многих животных (танцы журавлей, поединки оленей)
	Приспособления к опылению	Ветром, насекомыми, самоопыление у растений
	Приспособления к переносу семян	Ветром, животными, водой

К морфологическим адаптациям относят – покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.

К этологическим или поведенческим относят – угрожающие позы, запасание корма.

Физиологическая адаптация - совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленных на сохранение относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаз.

- химическое взаимодействие (муравьи выделяют ферменты, которые используются членами семьи для координации деятельности)

- сохранение воды у кактуса

Забота о потомстве - это цепь последовательных рефлексов, выработавшихся в процессе эволюции, обеспечивающих сохранение вида.

- рыбка тилапия носит икру и молодь в своем рту! Мальки спокойно плавают вокруг своей матери, что-то глотают, выжидают. Но стоит возникнуть малейшей опасности, как мать подает сигнал, резко двинув хвостом и по-особому подрагивая плавниками, и... мальки тут же устремляются в убежище — рот матери.

- некоторые виды лягушек вынашивают икру и личинок в специальных выводковых сумках.

- у млекопитающих - в устройстве логовищ, нор и других убежищ для будущего потомства, поддержания чистоты тела детенышей, то этот инстинкт, по-видимому, свойствен всем млекопитающим без исключения.

Происхождение приспособленностей и их относительность

Ч.Дарвин показал, что адаптации возникают в результате действия естественного отбора. Доказательством относительности приспособлений могут служить следующие примеры:

1) полезные органы в одних условиях становятся бесполезными в иных : сравнительно длинные крылья стрижей, приспособленные к стремительному полету, создают определенные сложности при взлете с земли

2) защитные приспособления от врагов относительны: ядовитые змеи (например, гадюки) поедаются ежами

3) проявление инстинктов может также оказаться нецелесообразным: например, защитная реакция (выпускание струи дурно пахнущей жидкости) скунса, направленная против идущего автомобиля

4) наблюдаемое “переразвитие” некоторых органов, которое становятся помехой для организма: вырастание резцов у грызунов при переходе на питание мягкой пищей.

Учащиеся должны твердо усвоить, что учение Дарвина об относительной приспособленности как результате естественного отбора полностью опровергает идеалистические утверждения о божественном происхождении и абсолютном характере органической целесообразности (К. Линней), а также о врожденной способности организма изменяться под влиянием только в полезную для них сторону (Ламарк).

Закрепление знаний

1. Примером покровительственной окраски является:

а) сходство формы и окраски тела с окружающими предметами;

б) подражание менее защищенного более защищенному;

в) чередование светлых и темных полос на теле тигра.

2. Яркая окраска божьих коровок, многих видов бабочек, некоторых видов змей и других животных, обладающих пахучими или ядовитыми железами, называется:

а) маскировкой;

б) демонстрирующей;

в) мимикрией;

г) предостерегающей.

3. Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

в) только особенностями генотипа.

4. Пример мимикрии:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) ярко-красная окраска у божьей коровки;

в) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы.

5. Пример маскировки:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;

в) ярко-красная окраска у божьей коровки;

г) сходство в окраске гусеницы и бабочки-пяденицы с сучком.

6. Любая приспособленность организмов носит относительный характер, потому что:

а) жизнь завершается смертью;

б) адаптация целесообразна в определенных условиях;

в) идет борьба за существование;

г) приспособление могут не привести к образованию нового вида.

Список литературы

Мамонтов С.Г. Общая биология: Учеб. для студентов средних спец. учеб. заведений – 5-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2003.
Общая биология: учеб. для студ. Образоват. учреждений сред. проф. образования/ В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева; под ред. В.М. Константинова. -М.: Издательский центр “Академия”, 2010.

Презентация

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Инстинктивное приспособление — Электронный учебник по биологии

Кроме покровительственной окраски организмов в борьбе за существование есть много других вариантов приспособительного поведения, обеспечивающего выживаемость взрослых особей или молоди. К ним относится инстинктивное (осязательное) поведенческое приспособление. Например: запасание корма на неблагоприятный период года. Полевка, живущая в тайге, собирает остатки корней дуба, желуди, картофель, степной горошек (до 14 кг). Живущая в пустынях Средней Азии большая песчанка в начале лета срезает траву и затаскивает в норы или оставляет на поверхности в виде стожков. Этот корм используется во второй половине лета, осенью и зимой. Речной бобр собирает остатки деревьев, веток возле своего жилища (объемом до 20 м:!). Запасы кормов делают и хищники. Норка и хорёк запасают мелких зверьков, лягушек и змей. Кедровка заполняет зоб семенами кедровых шишек и закапывает их под мхом или под старым пнем. Неиспользованные семена весной прорастают. Хомяк сначала тщательно убирает и закапывает орехи, семена трав, грибы (до 8 кг), затем использует корм весной.

Забота о потомстве. Среди животных сформированы различные приспособительные признаки, обеспечивающие защиту потомства от врагов. Например, многие рыбы, откладывающие икру между камнями, активно охраняют ее, кусая и отгоняя врагов. Американский сом прилепляет икру на брюхо и носит ее на себе во время развития. Самец окунеобразных галеихта вынашивает икру во рту или даже в желудке. В это время он ничего не ест. Вылупившиеся мальки при опасности прячутся в рот самки. У членистоногих и низших позвоночных забота о потомках проявляется в обеспечении их пищей. Существуют одиночные осы ординера и аммофила. Они нападают на жуков, пауков, сверчков, богомолов, гусениц, бабочек, погружая жало точно в нервные узлы, обездвиживают их и откладывают на них яйца. Вылупляющиеся личинки питаются тканями этой гусеницы. Этот вид приспособленности называется инстинктивным.

Физиологическая адаптация. Приведенные выше примеры приспособленности обеспечивают успех в борьбе за существование только в том случае, когда они сочетаются с физиологической приспособленностью. Земноводные теряют большое количество воды через кожу. В период пониженной влажности охотятся только ночью, днем прячутся в норах грызунов. Лягушки чаще всего откладывают икринки в лужу, личинки их развиваются очень быстро. Животные пустынных мест перед наступлением засухи накапливают много жира. При его окислении образуется вода. Птицы и млекопитающие регулируют потерю воды с помощью потовых желез и дыхательных путей. У человека плохо регулируется солевой обмен, поэтому он не может долго обходиться без воды. Пресмыкающиеся и птицы, обитающие возле моря и пьющие морскую воду, имеют специальные железы, выводящие избыток соли. Ныряющие животные сравнительно долго могут обходиться без доступа кислорода. Тюлени на глубине 100— 600 м находятся под водой до 40—60 мин. Такая выносливость связана с содержанием в мышцах пигмента миоглобина. Миоглобин способен в 10 раз больше связывать кислород, чем гемоглобин. Приспособленность возникает в результате влияния естественного отбора.

Относительный характер приспособленности. Приспособление организмов к условиям среды формировалось длительное время в процессе исторического развития. Однако в природе нет видов, полностью приспособленных к условиям среды, т. е. приспособленность имеет относительный характер. Если вдруг изменятся условия среды, то приспособленность не спасет организм. Например, кит, лишенный водной среды, погибает, так как не может дышать воздухом. Собственный вес кита давит на кровеносные сосуды, и ухудшается дыхание. Хотя яд змеи защищает ее от врагов, но еж, птица-секретарь, свинья, мангуст без вреда для себя поедают ее. Панцирь черепахи надежно защищает ее от врагов, но хищные птицы поднимают черепаху ввысь и затем бросают, при этом панцирь разбивается. Из курса зоологии известно, что у грызунов постоянно растут резцы, которые при поедании твердой пищи постоянно обтачиваются и укорачиваются. Если грызуны питаются мягкой пищей, то резцы, не изнашиваясь, вырастают до таких размеров, что не помещаются во рту, и их жизнь становится невозможной. Верблюжья колючка, татарник, караган имеют острые шипы и колючки, однако верблюды, жирафы легко поедают их. Вы познакомились с примерами приспособлений у животных, возникающих благодаря инстинктам. Однако инстинкт не всегда полезен. Например, ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, хорошо заметных ночью. Инстинктивный полет на огонь приводит к гибели. Рога архара и оленя необходимы для защиты от врагов и полового различия, при этом они мешают во время передвижения и сна.

Инстинктивное размножение. Забота о потомстве. Физиологическая адаптация.

Инстинктивная приспособленность выделяется поведением.
Забота о потомстве — один из видов приспособленности.
Жизненная среда, изменения, приспособленность не спасают организмы, поэтому приспособленность относительна.
Объясните примеры инстинктивного приспособления.
Объясните, как в результате физиологической адаптации организмов обеспечивается успех в борьбе за существование.
Почему приспособленность относительна? Докажите на примерах.
Приведите примеры заботы о потомстве у животных.
Какие действия совершает организм для выживания?
Есть ли отрицательные стороны инстинктивной приспособленности? Приведите примеры.

Лабораторная работа № 3Приспособленность — результат естественного отбораМатериалы и оборудование: коллекции семян, распространяющихся различным путем (карагач, тополь, береза, клен, ясень, одуванчик, лопух, череда), ягоды, коллекции бабочек и жуков (божья коровка, шмель, оса, пчела, жук-солдат, жук-падальщик), рисунки кактуса, алоэ, рисунки в учебнике.

Задания

Определение способа распространения плодов (семян) карагача, березы, клена.
Особенности (признаки) семян (плодов) лопуха, череды и способы распространения.
Способы распространения ягод. С помощью коллекции или рисунка определите, в чем состоит их особенность (из 6 класса).
Используя рисунки учебника или коллекции, выделите формы покровительственной окраски бабочек и жуков (божья коровка, жук- могильщик, жук-солдат, шмель, пчела, оса).
Подготовьте реферат о возникновении приспособленности в процессе эволюции и ее относительном характере.

Заполните таблицы.

№

Растение

Описание приспособления

Способы распространения

№

Насекомые

Формы покровительственной окраски

защитная

угрожающая

подражательная

bioslogos.ru

Приспособления — основной результат эволюции

Долгое время приспособленность организмов к среде обитания считалась изначальной и данной творцом. Эволюционная теория Дарвина доказала, что появление приспособлений — адаптаций — закономерный результат действия естественного отбора. Как и почему меняются свойства живых организмов? Что обеспечивает устойчивое воспроизведение этих свойств в ряду поколений? Эти вопросы являются предметом исследований эволюционной биологии.

Механизм возникновения адаптаций

Каждое приспособление и весь их комплекс у организмов не появляются в готовом виде. Они формируются постепенно в процессе борьбы за существование путем естественного отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в конкретной среде. Классическим примером, позволяющим проследить механизм возникновения адаптаций, является развитие темной покровительственной окраски у бабочек вида березовая пяденица. Чуть более 100 лет назад в Англии были широко распространены березовые пяденицы светлой окраски с небольшим числом темных пятен. Днем они сидели на стволах берез и были практически незаметны. В связи с развитием промышленности дым и копоть постепенно оседали на стволах берез, и их кора приобрела темный цвет. На этом фоне светлые бабочки стали хорошо заметны и активно поедались птицами. В результате мутаций у некоторых бабочек появилась темная окраска. Она давала им преимущество в борьбе за существование, так как делала менее заметными для птиц. Темные бабочки сохранялись в результате естественного отбора и оставляли потомство. Постепенно они вытеснили светлых бабочек в промышленных районах, и те сохранились только в сельской местности. Так за относительно короткий срок у бабочек выработалась адаптация к новым условиям среды в виде покровительственной окраски.

Следовательно, для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала (мутации и их комбинации) и движущих сил эволюции (борьба за существование и естественный отбор). Появление в популяции удачного фенотипа — носителя ценных мутаций — еще нельзя рассматривать как адаптацию. Необходимо, чтобы случайные полезные отклонения отдельных особей под действием естественного отбора превратились в полезный признак для всей популяции или вида в целом.

Виды адаптаций

Существуют следующие виды адаптаций организмов: морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие (этологические).

Морфологические адаптации — особенности окраски и строения тела, повышающие выживаемость организмов в данной среде. Из большого числа морфологических адаптаций наиболее значимыми являются средства пассивной защиты: покровительственная и предостерегающая окраска, мимикрия. Они повышают шанс особей выжить и оставить потомство.

Покровительственная окраска — окраска тела организмов, позволяющая им слиться с фоном среды и стать менее заметными для врагов. Покровительственная окраска бывает однотонной или расчленяющей. Например, зеленые гусеница и кузнечик почти не заметны на фоне листьев и травы. Заяц беляк, песец, горностай не видны на фоне белого снега. Хамелеон и камбала могут менять окраску под цвет среды путем перераспределения пигментов в кожных покровах. Тигры едва заметны даже на небольшом расстоянии из-за совпадения полос на их теле с чередованием света и тени в среде.

Предостерегающая окраска — яркая, хорошо заметная окраска тела у несъедобных или имеющих средства защиты организмов. Хищник, пытающийся съесть такую жертву, получает отпор и в дальнейшем не трогает особей с такой окраской. Божья коровка имеет ярко-красную окраску с черными точками, которая является сигналом ее токсичности. Осы, пчелы и шмели чередованием ярких желтых и черных полос предупреждают о наличии у них жала. Ядовитые змеи обычно имеют хорошо заметный, контрастный рисунок на теле.

Мимикрия (от греч. mimikos — подражательный) — подражание незащищенных и съедобных видов представителям видов, имеющих средства защиты или несъедобных. При этом объектом подражания могут быть как животные, так и растения. Вид-подражатель вводит в заблуждение хищника и повышает свой шанс выжить. Некоторые мухи (большеголовка, сирфида, журчалка) и бабочки (стеклянница) подражают шершням и пчелам. В лесах Амазонии среди ядовитых бабочек геликонид встречаются очень на них похожие съедобные бабочки из семейства белянок.

К средствам пассивной защиты также относятся твердые покровы (раковины моллюсков, панцири черепах) и иглы (ежи, дикобразы). У растений эту роль играют колючки (барбарис, шиповник, боярышник, акация) и жгучие железистые волоски (крапива, шалфей, борщевик).

Физиологические адаптации — особенности процессов жизнедеятельности, благоприятные для жизни в данной среде. Это адаптации по поддержанию постоянной температуры тела: потоотделение, тепловая одышка, мышечная дрожь, расширение и сужение сосудов кожи и др. К недостатку кислорода у жителей высокогорий выработалась адаптация в виде повышенного количества эритроцитов и гемоглобина в крови. У ныряющих водных животных в мышцах содержится большое количество миоглобина, связывающего кислород. К физиологическим адаптациям можно отнести способность животных и растений поддерживать водный баланс в организме при разной обеспеченности среды водой.

Биохимические адаптации — особенности химического состава тела и биохимических реакций, позволяющие организму реагировать на изменения окружающей среды. При увеличении освещенности ускоряется процесс фотосинтеза у растений. При низкой температуре среды у животных усиливается энергетический обмен. Для привлечения насекомых-опылителей у растений синтезируются эфирные масла, придающие цветкам аромат.

Поведенческие (этологические) адаптации — особенности поведения отдельных организмов или их групп, направленные на выживание и размножение в данной среде. Ряд поведенческих реакций у организмов носит врожденный характер (инстинкты). Они проявляются в виде активного сооружения гнезд или нор, насиживания яиц, заботы о потомстве, брачных игр, сезонных миграций и др. В течение жизни у особей появляются приобретенные адаптации (условные рефлексы). Это выбор мест для ночевки, защиты от холода или жары, объединение в стаи для успешной охоты, выбор троп к водопою и др.

Относительный характер приспособленности

Любое приспособление относительно в пространстве и во времени, так как полезно только в данной среде и в данное время. Существует целый ряд фактов, доказывающих относительный характер приспособленности.

Во-первых, при изменении условий среды или переходе в другую среду полезные приспособления могут стать бесполезными или даже вредными. Например, заяц беляк в бесснежную зиму еще более заметен для хищников. Темноокрашенные березовые пяденицы хорошо заметны для птиц на светлых стволахберез в сельской местности.

Во-вторых, ни одно защитное приспособление не обеспечивает абсолютную безопасность для их обладателей. Так, еж и мангуст могут без вреда для себя ловить ядовитых змей, имеющих предупреждающую окраску. Некоторые птицы поедают ос и пчел, несмотря на жало. Крупные хищные птицы кормятся черепахами, чье тело защищает твердый панцирь.

В-третьих, наличие нецелесообразных признаков или неоправданного поведения организмов доказывает, что не все признаки полезны. Например, у горных гусей имеются перепонки, хотя они не плавают. Зимой при наступлении теплой погоды некоторые растения могут зацветать. Холодной весной может наблюдаться прилет водоплавающих птиц еще до вскрытия водоемов.

В-четвертых, наличие у организмов рудиментов — органов, утративших свое значение и находящихся на стадии исчезновения. Это доказывает, что приспособления временны и могут исчезать. Например, у человека есть копчик, состоящий из рудиментарных хвостовых позвонков, хорошо развитых у далеких предков человека, живших на деревьях. При наземном образе жизни хвост утратил свое значение и постепенно удаляется естественным отбором.

Для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала (мутаций и их комбинаций) и движущих сил эволюции (борьбы за существование и естественного отбора). Адаптации могут быть морфологические, физиологические, биохимические, поведенческие. Любое приспособление относительно в пространстве и во времени, так как полезно в данной среде и в данное время.

jbio.ru