Organizmai per savo gyvenimą patiria veiksnių, kurie toli gražu nėra optimalūs, įtaką. Jie turi iškęsti karštį, sausrą, šalną, badą. Prietaisai.
1. sustabdyta animacija (įsivaizduojama mirtis). Beveik visiškas medžiagų apykaitos nutraukimas. - maži organizmai. Anabiozės metu organizmai netenka iki ½ ar net ¾ audiniuose esančio vandens. Bestuburiams šis reiškinys dažnai stebimas. diapauzė- laukiant nepalankių temperatūros sąlygų, sustojus vystymuisi (kiaušinio stadija, lėliukė vabzdžiuose ir kt.).
2. paslėptas gyvenimas. aukštesni augalai negali išgyventi, jei ląstelė išdžiūsta. Jei iš dalies dehidratuotas – išgyvens. (augalų žiemos ramybė, gyvūnų žiemojimo laikas, sėklos dirvožemyje,
3. Vidinės aplinkos pastovumas, nepaisant svyravimų išorinė aplinka. Pastovi kūno temperatūra, drėgmė (kaktusai). Tačiau išeikvojama daug energijos.
4. Nepalankių sąlygų vengimas. (lizdai, įkasti į sniegą, paukščių skrydis)
Pavyzdžiai: lotoso sėklos durpėse 2000 metų, bakterijos Antarktidos lede. Pingvinų temperatūra yra 37-38, šiaurės elnių - 38-39. kaktusai. Medinės utėlės Vidurinės Azijos sausose stepėse, Gopherio širdis plaka 300 dūžių ir 3.
Evoliucinis prisitaikymas
Adaptacijos tipai:
Morfologinis(apsauga nuo nušalimo: epifitai – auga ant kitų augalų, fanerofitai – pumpurus saugo pumpurai (medžiai, krūmai), kriptofitai – pumpurai dirvoje, terofitai – vienmečiai augalai. Gyvūnams – riebalų atsargos, svoris.
Fiziologinė adaptacija. : aklimatizacija, vandens išsiskyrimas iš riebalų.
elgesio– pageidaujamos padėties erdvėje pasirinkimas.
fizinis –šilumos perdavimo valdymas . Cheminis– kūno temperatūros palaikymas.
Evoliucinis augalų ir gyvūnų prisitaikymas prie skirtingi veiksniai aplinka sudarė rūšių klasifikavimo pagrindą.
1) Kalbant apie fizinius aplinkos veiksnius
a) temperatūros poveikis organizmams
Bet kurios rūšies tolerancijos ribos yra minimali ir maksimali mirtina temperatūra. Dauguma gyvų būtybių gali gyventi nuo 0 iki 50ºС temperatūroje, o tai yra dėl ląstelių ir intersticinio skysčio savybių. Gyvūnų prisitaikymas iki terpės temperatūros pakilo 2 kryptimis:
– poikiloterminiai gyvūnai (šaltakraujai ) - jų kūno temperatūra labai skiriasi priklausomai nuo aplinkos temperatūros (bestuburių, žuvų, varliagyvių, roplių). Jų prisitaikymas prie temperatūros pokyčių yra paleidimas į sustabdytą animaciją.
– homoioterminiai gyvūnai (šiltakraujai ) - gyvūnai, kurių kūno temperatūra yra pastovi (paukščiai (apie 40ºС) ir žinduoliai, įskaitant žmones (36–37ºС)). Homeoterminiai gyvūnai gali atlaikyti žemesnę nei 0°C temperatūrą. Šiems organizmams būdinga termoreguliacija.
Termoreguliacija (termoreguliacija ) - žmonių, žinduolių ir paukščių gebėjimas išlaikyti smegenų ir vidaus organų temperatūrą siaurai apibrėžtose ribose, nepaisant didelių išorinės aplinkos temperatūros svyravimų ir savo šilumos gamybos.Perkaitimo metu plečiasi odos kapiliarai, įkaista pernešamas nuo kūno paviršiaus, padidėja prakaitavimas, dėl garavimo, kūno temperatūra vėsta (žmonėms, beždžionėms, arkliniams), - neprakaituojantiems gyvūnams pasireiškia terminis dusulys (iš burnos ertmės paviršiaus išgaruoja drėgmė ir liežuvis).Atšalus susiaurėja odos kraujagyslės, sumažėja šilumos perdavimas iš jų, plunksnos ir plaukai pakyla ir kūno paviršiuje vilna, dėl to tarp jų padidėja oro tarpas, kuris izoliuoja šilumą.
Be to, šiltakraujai gyvūnai pasižymi nuolatiniu prisitaikymu prie aukštos ar žemos temperatūros:
1) Kūno dydžio kitimas. Pagal Bergmano taisyklė: šiltakraujų gyvūnų individų kūno dydis yra vidutiniškai didesnis populiacijose, gyvenančiose šaltesnėse rūšies paplitimo arealo vietose. Taip yra dėl santykio sumažėjimo:
Kuo mažesnis šis santykis, tuo mažesnis šilumos perdavimas.
2) Vilnos ir plunksnų dangos buvimas. Gyvūnams, gyvenantiems šaltesnėse vietose, paukščiams padaugėja pavilnių, pūkų, pūkų plunksnų. Sezoninėmis sąlygomis galimas pelėsis, kai žieminiame kailyje būna daugiau pūkų ir pavilno, o vasarą tik saugo plaukus.
3) Riebalinis sluoksnis. Jis yra šilumą izoliuojantis. Ypač dažnai pasitaiko šaltose jūrose gyvenantiems jūrų gyvūnams (vėpams, ruoniams, banginiams ir kt.)
4) Riebalų danga. Vandens paukščių plunksnų danga yra speciali vandeniui atspari danga, kuri neleidžia vandeniui prasiskverbti ir plunksnų sukibimo, t.y. tarp plunksnų išsaugomas oro šilumą izoliuojantis sluoksnis.
5) Hibernacija. žiemos miegas- sumažėjusios gyvybinės veiklos ir medžiagų apykaitos būsena, kartu su nervinių reakcijų slopinimu. Prieš patenkant į žiemos miegą, gyvūnai kaupia riebalus kūne ir prisiglaudžia prieglaudose. Žiemos miegą lydi kvėpavimo, širdies ritmo ir kitų procesų sulėtėjimas. Kūno temperatūra nukrenta iki 3-4ºС. Kai kurie gyvūnai (lokiai) išlaiko normalų kūną (tai yra žiemos miegas ). Skirtingai nuo šaltakraujų gyvūnų anabiozės, žiemos miego metu šiltakraujai gyvūnai išlaiko galimybę nervų centrų pagalba kontroliuoti fiziologinę būseną ir palaikyti homeostazę naujame lygyje.
6) Gyvūnų migracijos(būdingas ir šiltakraujams, ir šaltakraujams) - sezoninis reiškinys. Paukščių skrydžiai yra pavyzdys.
Augalų prisitaikymas prie temperatūros. Daugelis augalų gali išgyventi nuo 0 iki 50 °C temperatūroje. Tačiau aktyvi gyvenimo veikla vykdoma nuo 10 iki 40 ºС temperatūroje. Šiame temperatūros diapazone gali vykti fotosintezė. Augalų vegetacijos laikotarpis yra laikotarpis, kai vidutinė paros temperatūra viršija +10ºС.
Pagal prisitaikymo prie temperatūros pokyčių metodą augalai skirstomi į 3 grupes:
– fanerofitai(medžiai, krūmai, vijokliai) - šaltuoju periodu išmeta visas žalias dalis, o jų pumpurai žiemą lieka virš sniego paviršiaus ir yra apsaugoti vientisų žvynų;
– kriptofitai (geofitai)- taip pat šaltuoju periodu praranda visą matomą augalų masę, pumpurus išlaikant gumbuose, svogūnėliuose ar šakniastiebiuose, paslėptuose dirvoje.
– terofitai- vienmečiai augalai, kurie nunyksta prasidėjus šaltajam sezonui, išgyvena tik sėklos arba sporos.
b) apšvietimo poveikis organizmams
Šviesa yra pagrindinis energijos šaltinis, be kurio neįmanoma gyvybė Žemėje. Šviesa dalyvauja fotosintezėje, todėl Žemės augalija iš neorganinių medžiagų sukuria organinius junginius. Todėl augalams svarbesnė šviesos įtaka. Dalis spektro (nuo 380 iki 760 nm) dalyvauja fotosintezėje – fiziologiškai aktyvios spinduliuotės srityje.
Kalbant apie apšvietimą, išskiriamos 3 augalų grupės:
– šviesomėgis- tokiems augalams optimalus yra ryškus saulės šviesa- stepių ir pievų žoliniai augalai, aukštesnių pakopų sumedėję augalai.
– mėgstantis šešėlį– šiems augalams optimaliausias yra silpnas apšvietimas – augalai žemesnės pakopos taigos eglynai, miško stepių ąžuolynai, atogrąžų miškai.
– atsparus atspalviui- augalai, turintys platų toleranciją šviesai ir galintys vystytis tiek ryškioje šviesoje, tiek pavėsyje.
Šviesa turi didelę signalo vertę ir yra fotoperiodizmo pagrindas.
fotoperiodizmas yra organizmo atsakas į sezoniniai pokyčiai dienos ilgis. Nuo fotoperiodizmo priklauso augalų žydėjimo ir derėjimo laikas, gyvūnų poravimosi laikotarpio pradžia, migruojančių paukščių migracijos pradžios laikas. Fotoperiodizmas plačiai naudojamas žemės ūkyje.
c) drėgmės sąlygų poveikis organizmams
Drėgmės sąlygos priklauso nuo dviejų veiksnių: – kritulių; - lakumas (drėgmės kiekis, kuris gali išgaruoti esant tam tikrai temperatūrai)
Drėgmės atžvilgiu visi augalai skirstomi į 4 grupes:
– hidatofitai – vandens augalai visiškai arba daugiausia panardintas į vandenį. Jie gali būti įsišakniję į žemę (vandens lelija), kiti neprisirišę (antžolė);
– hidrofitai- vandens augalai, pritvirtinti prie dirvožemio ir panardinti į vandenį tik apatinėmis dalimis (ryžiai, katžolė);
– higrofitai- Drėgnos buveinės augalai. Juose nėra vandens tėkmę ribojančių įrenginių (miško zonos žoliniai augalai);
– mezofitai- augalai, pakenčiantys nedidelę sausrą (dauguma sumedėję augalai, stepių žoliniai augalai);
– kserofitai- sausų stepių ir dykumų augalai, prisitaikę prie drėgmės trūkumo:
a) sklerofitai- augalai su didele šaknų sistema, galinčia sugerti drėgmę iš dirvožemio iš didelio gylio, ir su mažais lapeliais arba lapeliais, pavirtusiais į spyglius, o tai padeda sumažinti garavimo plotą (kupranugario erškėtis);
b ) sukulentai- augalai, galintys kaupti drėgmę mėsinguose lapuose ir stiebuose (kaktusai, euforbija).
– efemera- augalai, kurie savo gyvenimo ciklą išgyvena per labai trumpą laiką (lietaus ar sniego tirpimo laikotarpis) ir iki sausros suformuoja sėklas (aguonos, vilkdalgiai, tulpės).
Gyvūnų prisitaikymas prie sausros :
- elgesio metodai (migracija) - būdingi savanos gyvūnams Afrikoje, Indijoje, Pietų Amerika;
– apsauginių gaubtų (sraigių kiautų, roplių ragų gaubtų) formavimas;
- patekimas į anabiozę (žuvys, varliagyviai Afrikos ir Australijos rezervuaruose išdžiūsta);
- fiziologiniai metodai - medžiagų apykaitos vandens susidarymas (vanduo, susidaręs dėl medžiagų apykaitos, perdirbant riebalus) - kupranugariai, vėžliai, avys.
d) oro judėjimo poveikis organizmams. Judėjimas oro masės tai gali būti jų vertikalaus judėjimo forma – konvekcija, arba vėjo, t.y., horizontalaus judėjimo forma. Oro judėjimas prisideda prie sporų, žiedadulkių, sėklų, mikroorganizmų nusėdimo. Anemochorai- pritaikymai vėjo sklaidai (kiaulpienių parašiutai, klevo sėklų sparnai ir kt.). Vėjas gali slegiantį poveikį paukščiams ir kitiems skraidantiems gyvūnams.
e) vandens judėjimo poveikis organizmams. Pagrindinės vandens judėjimo rūšys yra bangos ir srovės Priklausomai nuo srovės greičio:
- ramiuose vandenyse - žuvys turi iš šonų plokščią kūną (karšis, kuoja)
- srauniuose vandenyse - žuvies kūnas apvalus skerspjūviu (upėtakis).
Vanduo yra tanki terpė, todėl paprastai visi vandens gyvūnai turi supaprastintos kūno formos : tiek žuvys, tiek žinduoliai (ruoniai, banginiai, delfinai), ir net vėžiagyviai (kalmarai, aštuonkojai). Delfinas yra tobuliausiai morfologiškai prisitaikęs prie judėjimo vandenyje, todėl gali išvystyti labai didelį greitį vandenyje ir atlikti sudėtingus manevrus.
2) cheminiai aplinkos veiksniai
a) Cheminiai veiksniai oro aplinka
Atmosferos sudėtis: azotas -78,08%; deguonis - 20,95%; argonas, neonas ir kitos inertinės dujos - 0,93%; anglies dioksidas - 0,03%; kitos dujos 0,01.
Ribojantis veiksnys yra anglies dioksido ir deguonies kiekis. Paviršiniame atmosferos sluoksnyje anglies dioksido kiekis yra minimalus, o deguonis yra didžiausias augalų tolerancijos šiems veiksniams.
Prisitaikymas prie deguonies trūkumo:
a) Dirvožemio gyvūnai ir gyvūnai, gyvenantys giliuose urvuose.
b) Alpių gyvūnai: - padidėjęs kraujo tūris, - padidėjęs eritrocitų (kraujo ląstelių, pernešančių deguonį) skaičius, - padidėjęs hemoglobino kiekis eritrocituose, - padidėjęs hemoglobino afinitetas deguoniui, t. y. 1 hemoglobino molekulė gali neštis. daugiau deguonies molekulių, nei žemumų gyvūnuose (lamos, alpakos, kalnų ožkos, snieginiai leopardai, jakai, kalnų kurapkos, fazanai).
c) Nardymo ir pusiau vandens gyvūnams: - padidėjęs santykinis plaučių tūris, - didesnis oro tūris ir slėgis plaučiuose įkvėpus, - prisitaikymai, būdingi kalnų gyvūnams (delfinams, banginiams, ruoniams, jūros ūdroms, jūros gyvatės ir vėžliai, plunksnos).
d) vandens gyvūnams (hidrobiontams) – tai pritaikymai naudoti deguonį iš vandeninio tirpalo: – yra žiaunų aparatas, turintis didelis plotas paviršius, - tankus kraujagyslių tinklas žiaunose, užtikrinantis pilniausią deguonies pasisavinimą iš tirpalo, - padidėjęs kūno paviršius, kuris daugeliui bestuburių yra svarbus deguonies tiekimo difuzijos kanalas Žuvys, moliuskai, vėžiagyviai ).
b) Vandens aplinkos cheminiai veiksniai
a) CO 2 kiekis (padidėjęs anglies dioksido kiekis vandenyje gali sukelti žuvų ir kitų vandens gyvūnų mirtį; kita vertus, CO 2 ištirpus vandenyje, susidaro silpna anglies rūgštis, kuri lengvai susidaro karbonatai (anglies rūgšties druskos), kurie yra vandens gyvūnų skeletų ir kriauklių pagrindas);
b) aplinkos rūgštingumas (rūgštingumo palaikymo priemonės yra karbonatai, vandens organizmai turi labai siaurą šio rodiklio tolerancijos diapazoną)
c) vandens druskingumas – ištirpusių sulfatų, chloridų, karbonatų kiekis, matuojamas ppm ‰ (gramais druskų litre vandens). Vandenyne 35 ‰. Didžiausias druskingumas Negyvojoje jūroje (270 ‰). Gėlavandenės rūšys negali gyventi jūrose, o jūrinės rūšys negali gyventi upėse. Tačiau tokios žuvys kaip lašiša, silkė visą gyvenimą praleidžia jūroje ir kyla į upes neršti.
3. Edafiniai veiksniai- dirvožemio sąlygos augalams augti.
a) fizinis: vandens režimas, – oro režimas, – terminis režimas, – tankis, – struktūra.
b) cheminė: - dirvožemio reakcija, - elementinė cheminė sudėtis dirvožemis, yra mainų pajėgumas.
Svarbiausia dirvožemio savybė yra vaisingumas- tai dirvožemio gebėjimas patenkinti augalų maistinių medžiagų, oro, biotinės ir fizikinės-cheminės aplinkos poreikį ir tuo pagrindu užtikrinti žemės ūkio struktūrų derlingumą, taip pat laukinių augmenijos formų biogeninį produktyvumą.
Augalų prisitaikymas prie druskingumo:
Druską tolerantiški augalai vadinami halofitai(soleros, pelynai, sūduriukai) – šie augalai auga ant solonecų ir solončakų.
„Organizmų tinkamumas ir naujų rūšių formavimasis“
1. Organizmų tinkamumas ir jo reliatyvumas
XIX amžiuje. tyrimai atnešė vis daugiau naujų duomenų, atskleidžiančių gyvūnų ir augalų prisitaikymą prie aplinkos sąlygų; klausimas dėl tokio organinio pasaulio tobulumo priežasčių liko atviras. Darvinas kūno rengybos kilmę organiniame pasaulyje paaiškino natūralios atrankos pagalba.
Pirmiausia susipažinkime su kai kuriais faktais, liudijančiais gyvūnų ir augalų prisitaikymą.
Pritaikomumo gyvūnų pasaulyje pavyzdžiai. Paplitęs gyvūnų karalystėje įvairių formų apsauginis dažymas. Juos galima sumažinti iki trijų tipų: globojančių, perspėjančių, kamufliažinių.
Apsauginis dažymas padeda kūnui tapti mažiau matomam fone aplinkinis plotas. Tarp žalios augmenijos dažnai žalia spalva būna blakės, musės, žiogai ir kiti vabzdžiai. Tolimosios Šiaurės fauna ( Baltoji meška, poliarinis kiškis, baltoji kurapka) pasižymi balta spalva. Dykumose vyrauja geltoni gyvūnų tonai (gyvatės, driežai, antilopės, liūtai).
Įspėjamasis dažymas aiškiai atskiria organizmą aplinkoje ryškiomis, spalvingomis juostelėmis, dėmėmis (2 galinis popierius). Aptinkama nuodingų, deginančių ar geliančių vabzdžių: kamanių, vapsvų, bitių, pūslelinių vabalų. Ryški, įspėjamoji spalva dažniausiai lydi kitas apsaugos priemones: plaukelius, smaigalius, geluonius, šarminius ar aštraus kvapo skysčius. To paties tipo spalvos apima grėsmingą.
Maskuoti galima pasiekti pagal kūno formos ir spalvos panašumą su bet kokiu objektu: lapu, šaka, mazgu, akmeniu ir tt Pavojaus atveju kandžių vikšras išsitiesia ir sušąla ant šakos kaip mazgas. Drugelio supuvę kaušeliai nejudrioje būsenoje gali būti lengvai supainioti su supuvusios medienos gabalu. Taip pat pasiekiamas maskavimas mimika. Mimika reiškia spalvos, kūno formos ir net elgesio bei įpročių panašumus tarp dviejų ar daugiau rūšių organizmų. Pavyzdžiui, iškilios kamanės ir vapsvos musės, neturinčios geluonies, yra labai panašios į kamanes ir vapsvas – geliančius vabzdžius.
Nereikėtų manyti, kad apsauginis dažymas būtinai ir visada gelbsti gyvūnus nuo priešų sunaikinimo. Tačiau organizmai ar jų grupės, kurių spalva yra labiau prisitaikiusi, miršta daug rečiau nei tie, kurie yra mažiau prisitaikę.
Kartu su apsaugine spalva gyvūnai sukūrė daugybę kitų prisitaikymo prie gyvenimo sąlygų, išreikštų jų įpročiais, instinktais ir elgesiu. Pavyzdžiui, putpelės, iškilus pavojui, greitai iškrenta į lauką ir sustingsta nejudančioje pozoje. Dykumose nuo karščio smėlyje slepiasi žalčiai, driežai, vabalai. Pavojaus momentu daugelis gyvūnų užima 16 grėsmingų pozų.
Augalų prisitaikymo pavyzdžiai. Aukšti medžiai, kurių vainikus laisvai pučia vėjas, paprastai turi skrendančius vaisius ir sėklas. Pomedžiui ir krūmams, kuriuose gyvena paukščiai, būdingi ryškūs vaisiai su valgomu minkštimu. Daugelyje pievų žolelių vaisiai ir sėklos turi kabliukus, kuriais prilimpa prie žinduolių kailio.
Įvairios adaptacijos neleidžia savaiminiam apdulkinimui ir užtikrina augalų kryžminį apdulkinimą.
Vienanamiuose augaluose vyriški ir moteriški žiedai sunoksta ne vienu metu (agurkai). Augalus dvilyčiais žiedais nuo savaiminio apdulkinimo apsaugo kuokelių ir piestelių brendimas skirtingu laiku arba jų sandaros ir santykinės padėties ypatumai (raktažolėje).
Pateiksime daugiau pavyzdžių: švelnūs daigai pavasario augalai- anemonas, chistyak, mėlyna želmė, žąsų svogūnai ir tt - toleruoja žemesnę nei nulio temperatūrą dėl koncentruoto cukraus tirpalo ląstelių sultyse. Labai lėtas augimas, žemas ūgis, smulkūs lapai, seklios medžių ir krūmų šaknys tundroje (gluosniai, beržai, kadagiai), itin spartus poliarinės floros vystymasis pavasarį ir vasarą – visa tai prisitaikymas gyventi amžinojo įšalo sąlygomis.
Daugelis piktžolių išaugina nepamatuojamai daugiau sėklų nei kultūriniai augalai – tai yra prisitaikymo savybė.
Kolektorius armatūra. Augalų ir gyvūnų rūšys skiriasi ne tik prisitaikymu prie neorganinės aplinkos sąlygų, bet ir tarpusavyje. Pavyzdžiui, plačialapiame miške žolės dangą pavasarį formuoja šviesamėgiai augalai (koridalis, anemonės, plaušžolės, chistyak), o vasarą – atsparūs šešėliams (budra, pakalnutė, zelenčukas). Anksti žydinčių augalų apdulkintojai daugiausia yra bitės, kamanės ir drugeliai; vasarą žydinčius augalus dažniausiai apdulkina musės. Daugybė vabzdžiaėdžių paukščių (erškėtuogių, riešutmedžių), besisukančių plačialapiame miške, naikina jo kenkėjus.
Toje pačioje aplinkoje organizmai skirtingai prisitaiko. Paukštis neturi plaukimo membranų, nors maistą jis gauna vandeniu, nardydamas, naudodamas sparnus ir kojomis įsikibęs į akmenis. Kurmis ir kurmio žiurkė priklauso besikasantiems gyvūnams, tačiau pirmoji kasa galūnėmis, o antroji daro požeminius praėjimus galva ir stipriais smilkiniais. Ruonis plaukia su plaukmenimis, o delfinas naudoja savo uodegos peleką.
Adaptacijų organizmuose kilmė. Darvino paaiškinimas apie sudėtingų įvairių prisitaikymo prie konkrečių aplinkos sąlygų atsiradimą iš esmės skyrėsi nuo Lamarko supratimo šiuo klausimu. Šie mokslininkai taip pat smarkiai skyrėsi nustatydami pagrindines evoliucijos varomąsias jėgas.
Darvino teorija pateikia visiškai logišką materialistinį kilmės paaiškinimą, pavyzdžiui, apsauginės spalvos. Apsvarstykite žalios kūno spalvos atsiradimą ant žalių lapų gyvenančių vikšrų. Jų protėviai galėjo būti nudažyti kita spalva ir nevalgyti lapų. Tarkime, kad dėl tam tikrų aplinkybių jie buvo priversti valgyti žalius lapus. Nesunku įsivaizduoti, kad paukščiai spustelėjo daugelį šių vabzdžių, aiškiai matomų žaliame fone. Tarp įvairių paveldimų pokyčių, kurie visada stebimi palikuonims, gali būti vikšrų kūno spalvos pokyčių, dėl kurių jie buvo mažiau pastebimi ant žalių lapų. Iš žalsvą atspalvį turinčių vikšrų kai kurie individai išgyveno ir davė vaisingų palikuonių. Vėlesnėse kartose tęsėsi vyraujantis vikšrų, mažiau pastebimų žalių lapų spalva, išgyvenimo procesas. Laikui bėgant dėl natūralios atrankos žalia vikšrų kūno spalva vis labiau atitiko pagrindinį foną.
Mimikos atsiradimą taip pat galima paaiškinti tik natūralia atranka. Organizmai, turintys menkiausių kūno formų, spalvos, elgesio nukrypimų, sustiprinančių panašumą į saugomus gyvūnus, labiau išgyvendavo ir palikdavo daug palikuonių. Tokių organizmų žuvimo procentas buvo mažesnis nei tų, kurie neturėjo naudingų pokyčių. Iš kartos į kartą, kaupiant panašumo į saugomus gyvūnus požymius, stiprėja ir tobulinami naudingi pokyčiai.
Varomoji evoliucijos jėga - natūrali atranka.
Lamarko teorija pasirodė visiškai bejėgis aiškinant organinį tikslingumą, pavyzdžiui, įvairių rūšių apsauginių dažų kilmę. Negalima manyti, kad gyvūnai „mankštinosi“ kūno spalva ar stangrumu ir fizinę formą įgijo mankštindamiesi. Taip pat neįmanoma paaiškinti abipusio organizmų prisitaikymo vienas prie kito. Pavyzdžiui, visiškai nepaaiškinama, kad bičių darbininkių proboscis atitinka tam tikrų jų apdulkinamų augalų rūšių žiedo sandarą. Bitės darbininkės nesidaugina, bet bičių karalienės nors ir susilaukia palikuonių, jie negali „mankštinti“ snukio, nes nerenka žiedadulkių.
Prisiminkime evoliucijos varomąsias jėgas pagal Lamarką: 1) „gamtos pažangos troškimas“, dėl kurio organinis pasaulis iš paprastų formų vystosi į sudėtingas, ir 2) kintantis išorinės aplinkos poveikis ( tiesiogiai augalams ir žemesniems gyvūnams, o netiesiogiai dalyvaujant aukštesniųjų gyvūnų nervų sistemai).
Lamarko supratimas apie gradaciją kaip laipsniškas didėjimas gyvų būtybių organizavimas pagal „nekintamus“ dėsnius iš esmės veda prie tikėjimo Dievu pripažinimo. Tiesioginio organizmų prisitaikymo prie aplinkos sąlygų teorija, atsiradus tik atitinkamiems jų pokyčiams ir privalomai paveldint tokiu būdu įgytus bruožus, logiškai išplaukia iš pradinio tikslingumo idėjos. Įgytų savybių paveldėjimas eksperimentiškai nepatvirtintas.
Siekdami aiškiau parodyti pagrindinį skirtumą tarp Lamarko ir Darvino suprantant evoliucijos mechanizmą, mes jų pačių žodžiais pateiksime vieno ir to paties pavyzdžio paaiškinimą.
Ilgų kojų ir ilgo kaklo formavimas žirafoje
Anot Lamarko
„Žinoma, kad šis aukščiausias žinduolių skaičius gyvena vidiniuose Afrikos regionuose ir randamas vietose, kur dirva visada sausa ir be augmenijos. Dėl to žirafa valgo medžių lapus ir nuolat stengiasi juos pasiekti. Dėl šio įpročio, kuris jau seniai egzistuoja visiems šios veislės individams, priekinės žirafos kojos tapo ilgesnės už užpakalines, o kaklas taip pailgėjo, kad šis gyvūnas net nepakildamas jo užpakalinės kojos, pakeldamos tik galvą, siekia šešis metrus (apie dvidešimt pėdų) aukštį... Kiekvienas pokytis, kurį organas įgyja įprastinio naudojimo metu ir kurio pakanka šiam pokyčiui sukelti, yra saugomas tolimesnis kelias dauginimasis, jei tai būdinga abiem individams, kartu dalyvaujantiems apvaisinimo procese, dauginantis savo rūšiai. Šis pokytis perduodamas ir taip perduodamas visiems ateinančių kartų individams, susiduriantiems su tomis pačiomis sąlygomis, nors palikuonims nebereikia jo įgyti tokiu būdu, kuriuo jis buvo iš tikrųjų sukurtas.
Anot Darvino
„Žirafa savo aukštu ūgiu, labai ilgu kaklu, priekinėmis kojomis, galva ir liežuviu yra puikiai prisitaikiusi nuplėšti lapus nuo viršutinių medžių šakų... Auksčiausi individai, kurie buvo coliu ar dviem aukštesni už kitus, dažnai galėjo išgyventi sausros laikotarpiais, klajodami ieškodami maisto visoje šalyje. Šis nedidelis dydžio skirtumas dėl augimo ir kintamumo dėsnių daugeliui rūšių neturi reikšmės. Tačiau su besiformuojančia 10 žirafa buvo kitaip, jei atsižvelgsime į galimą jos gyvenimo būdą, nes tie asmenys, kurie turi vieną ar kelis skirtingos dalys kūnai buvo ilgesni nei įprastai, apskritai jie turėjo susirūpinti. Kryžminimo metu jie turėtų palikti palikuonis, turinčius tokias pačias struktūrines savybes, arba turinčius polinkį keistis ta pačia kryptimi, o mažiau palankiai organizuoti asmenys turėjo būti labiausiai linkę mirti. ... natūrali atranka ir apsaugo, ir tuo atskiria visus aukštesniuosius individus, suteikdama jiems visas galimybes kryžmintis, ir prisideda prie visų žemesnių individų sunaikinimo.
Tiesioginio organizmų prisitaikymo prie aplinkos sąlygų atsiradus atitinkamiems pokyčiams ir jų paveldėjimui teorija randa šalininkų ir šiuo metu. Atskleisti jos idealistinę prigimtį įmanoma tik giliai įsisavinus Darvino natūraliosios atrankos doktriną – evoliucijos varomąją jėgą.
Organizmų adaptacijų reliatyvumas. Darvino natūralios atrankos doktrina ne tik paaiškino, kaip tinkamumas gali atsirasti organiniame pasaulyje, bet ir įrodė, kad jis visada buvo santykinis charakteris. Gyvūnuose ir augaluose kartu su naudingomis savybėmis yra nenaudingų ir net kenksmingų.
Štai keli organizmams nenaudingų organų pavyzdžiai, netinkami organai: arklio šiferio kaulai, banginio užpakalinių galūnių liekanos, III amžiaus liekanos beždžionėms ir žmonėms, aklosios žarnos apendiksas žmonių.
Bet koks prisitaikymas padeda organizmams išgyventi tik tomis sąlygomis, kuriomis jis buvo sukurtas natūralios atrankos būdu. Bet net ir tokiomis sąlygomis tai yra santykinė. Šviesią, saulėtą žiemos dieną žiobris atsiskleidžia kaip šešėlis ant sniego. Baltasis kiškis, nepastebimas ant miško sniego, tampa matomas kamienų fone, išbėgdamas į miško pakraštį.
Gyvūnų instinktų pasireiškimo stebėjimai daugeliu atvejų rodo jų netinkamą pobūdį. Naktiniai drugeliai skrenda į ugnį, nors ir miršta. Prie ugnies juos traukia instinktas: nektarą jie renka daugiausia iš šviesių žiedų, aiškiai matomų naktį. Geriausia organizmų apsauga jokiu būdu nėra patikima visais atvejais. Avys ėda Vidurinės Azijos karakurto vorą nepakenkdamos sau, kurio įkandimas yra nuodingas daugeliui gyvūnų.
Siaura kūno specializacija gali sukelti kūno mirtį. Swift negali pakilti nuo lygaus paviršiaus, nes turi ilgus sparnus, bet labai trumpas kojas. Jis pakyla tik atsistumiant nuo kažkokio krašto, kaip nuo tramplino.
Augalų prisitaikymas, neleidžiantis gyvūnams valgyti, yra santykinis. Išalkę galvijai ėda ir erškėčių saugomus augalus. Simbiotiniais ryšiais sujungtų organizmų abipusė nauda taip pat yra santykinė. Kartais grybeliniai kerpių siūlai sunaikina su jais kartu gyvenančius dumblius. Visi šie ir daugelis kitų faktų rodo, kad tikslingumas yra ne absoliutus, o santykinis.
Eksperimentiniai natūralios atrankos įrodymai. Po Darvino laikų buvo atlikta daugybė eksperimentų, kurie patvirtino natūralios atrankos buvimą gamtoje. Pavyzdžiui, žuvys (gambusia) buvo dedamos į baseinus su skirtingos spalvos dugnu. Paukščiai sunaikino 70 % žuvų baseine, kur jos buvo geriau matomos, ir 43 % žuvų, kur jų spalva geriau atitiko dugno foną.
Kito eksperimento metu buvo pastebėtas skraidyklės elgesys (grupė žvėrelių), kurie nepešdavo globojančios kandis vikšrų tol, kol nepajudėjo.
Eksperimentai patvirtino perspėjimo spalvos svarbą natūralios atrankos procese. Miško pakraštyje ant lentų buvo išdėlioti 200 rūšių vabzdžiai. Paukščiai skrido apie 2000 kartų ir pešdavo tik tuos vabzdžius, kurie neturėjo įspėjamosios spalvos.
Taip pat eksperimentiškai nustatyta, kad dauguma paukščių vengia nemalonaus skonio vabzdžių vabzdžių. Pakapstęs vapsvą, paukštis nepaliečia vapsvų musių nuo trijų iki šešių mėnesių. Tada jis pradeda jas pešioti, kol užlipa ant vapsvos, o po to vėl ilgai neliečia musių.
Buvo atlikti eksperimentai su „dirbtine mimika“. Paukščiai noriai lesdavo vabalų lervas – miltvabalį, nudažytą neskoningais karmininiais dažais. Kai kurios lervos buvo padengtos dažų mišiniu su chininu ar kita nemalonia medžiaga. Paukščiai, susidūrę su tokiomis lervomis, nustojo pešioti visas spalvotas lervas. Patirtis pasikeitė: ant lervų kūno buvo daromi įvairūs piešiniai, o paukščiai pasiėmė tik tuos, kurių piešimo nelydėjo nemalonus skonis. Taigi paukščiai sukūrė sąlyginį refleksą, įspėjantį apie ryškius signalus ar piešinius.
Eksperimentinį natūralios atrankos tyrimą atliko ir botanikai. Paaiškėjo, kad piktžolės turi nemažai biologinės savybės, kurios atsiradimą ir vystymąsi galima paaiškinti tik kaip prisitaikymą prie žmogaus kultūros sukurtų sąlygų. Pavyzdžiui, Camelina (kryžmažiedžių šeimos) ir Toritsa (gvazdikėlių šeimos) augalų sėklos savo dydžiu ir svoriu labai panašios į linų sėklas, kurių pasėlius jie užkrečia. Tą patį galima pasakyti ir apie besparnio barškučio (Norichnikovų šeimos) sėklas, kurios iškrauna rugių pasėlius. Piktžolės dažniausiai subręsta tuo pačiu metu kaip ir kultūriniai augalai. Abiejų sėklos plaukiant sunkiai atsiskiria viena nuo kitos. Vyriškis šienavo, kartu su derliumi kulė piktžoles, o paskui sėjo į lauką. Nejučiomis ir nesąmoningai jis prisidėjo prie natūralios įvairių piktžolių sėklų atrankos pagal panašumą su kultūrinių augalų sėklomis.
2. Naujų rūšių formavimasis
Nuo seniausių laikų žmogus stebisi organinio pasaulio įvairove. Kaip tai atsirado? Natūralios atrankos doktrina paaiškino, kaip gamtoje formuojasi naujos rūšys. Darvinas rėmėsi faktais apie namines veisles. Iš pradžių naminių gyvūnų veislės buvo mažiau įvairios nei šiandien. Žmonės, siekdami skirtingų tikslų, vykdė dirbtinę atranką įvairiomis kryptimis. Dėl veislės išsiskyrė, t.y. išsiskyrė ženklais tarpusavyje ir su savo bendra protėvių veisle .
Natūralių sąlygų skirtumai. Skirtumas gamtoje vyksta visą laiką ir yra nulemtas natūralios atrankos. Kuo labiau skiriasi vienos rūšies palikuonys, tuo lengviau jie pasklis gausesnėse ir įvairesnėse teritorijose, tuo lengviau bus daugintis. Darvinas samprotavo taip. Kažkoks plėšrus keturkojis skaičiumi pasiekė egzistavimo galimybės šioje srityje ribą. Tarkime, kad fizinės šalies sąlygos nepasikeitė; ar šis plėšrūnas gali veistis toliau? Taip, jei palikuonys perims kitų gyvūnų užimtas vietas. Ir tai gali nutikti dėl perėjimo prie kito maisto ar naujų gyvenimo sąlygų (ant medžių, vandenyje ir pan.). Kuo įvairesnės bus šio plėšrūno palikuonys savo savybėmis, tuo plačiau jie pasklis.
Darvinas pateikia pavyzdį. Jei vienos rūšies žolės sėjamos viename žemės sklype, o kelioms skirtingoms rūšims ar gentims priklausančios vaistažolės sėjamos į kitą, panašią, tai antruoju atveju bendras derlius bus didesnis.
Gamtoje aikštelėje, kurios plotas šiek tiek didesnis nei 1 m2, Darvinas suskaičiavo 20 skirtingų augalų rūšių, priklausančių 18 genčių ir 8 šeimoms.
Panašūs faktai patvirtina Darvino išsakytos pozicijos teisingumą: „... daugiausiai gyvenimo nugyvenama su didžiausia įvairovė pastatai... „Tarp tos pačios rūšies augalų, turinčių vienodus dirvožemio, drėgmės, apšvietimo ir kt. poreikius, vyksta aršiausia biologinė konkurencija. Natūralios atrankos metu bus išsaugotos formos, kurios labiausiai skiriasi viena nuo kitos. Kuo labiau pastebimi formų adaptacinių ypatybių skirtumai, tuo labiau skiriasi pačios formos.
Dėl natūralios atrankos evoliucijos procesas yra skiriasi charakteris: iš vienos pradinės formos kyla visas formų „gerbėjas“, tarsi specialios šakos iš vienos bendros šaknies, tačiau ne visos jos toliau vystosi. Natūralios atrankos įtakoje be galo ilgoje kartų serijoje vienos formos išsaugomos, kitos išmiršta; Kartu su divergencijos procesu vyksta ir išnykimo procesas, ir abu jie yra glaudžiai susiję. Labiausiai besiskiriančios formos turi didžiausią potencialą išgyventi natūralios atrankos procese, nes jos mažiau konkuruoja tarpusavyje nei tarpinės ir protėvių formos, kurios palaipsniui retėja ir nyksta.
Įvairovė yra žingsnis link rūšies formavimosi. Darvinas įsivaizdavo, kad naujų rūšių formavimosi procesas gamtoje prasideda nuo rūšies suirimo į tarprūšines grupes, kurias jis pavadino. veislių.
Natūralios atrankos ir divergencijos dėka veislės įgauna vis daugiau skiriamųjų paveldimų savybių ir tampa ypatingomis, naujomis rūšimis.
Skirtumas tarp veislės ir rūšies yra labai didelis. Tos pačios rūšies veislės kryžminasi ir susilaukia vaisingų palikuonių. Natūraliomis sąlygomis rūšys, kaip taisyklė, nesikryžmina, dėl to atsiranda biologinė rūšių izoliacija.
Norėdamas geriau paaiškinti, kaip gamtoje vyksta specifikacijos procesas, Darvinas pasiūlė tokią schemą (11 pav.).
Diagramoje parodyti galimi 11 tos pačios genties rūšių evoliucijos keliai, žymimi raidėmis A, B, C ir kt. – iki L imtinai. Tarpai tarp raidžių rodo rūšių artumą.
Taigi rūšys, pažymėtos raidėmis D ir E, arba F ir G, yra mažiau panašios viena į kitą nei rūšys A ir B, arba K ir L ir tt Horizontalios linijos rodo atskirus šių rūšių raidos etapus, o kiekvienas etapas laikomas sutartinai. kaip 1000 kartų.
Sekime A rūšies raidą. Iš taško A punktyrinių linijų krūva vaizduoja jos palikuonis. Dėl individualaus kintamumo jie skirsis vienas nuo kito ir nuo pirminės rūšies A. Naudingi pokyčiai bus išsaugoti vykstant natūraliai atrankai. Tuo pačiu metu divergencija atskleis savo teigiamą poveikį: labiausiai vienas nuo kito besiskiriantys ženklai (ryšulio a1 ir m1 eilutės) bus išsaugoti, kaupsis iš kartos į kartą ir vis labiau skirsis. Bėgant laikui taksonomikai a1 ir t1 atpažįsta kaip ypatingas veisles.
Tarkime, kad per pirmąjį etapą - pirmąjį tūkstantį metų - iš A rūšies atsirado dvi aiškiai išreikštos veislės a1 ir m1. Esant sąlygoms, kurios sukėlė pirminės rūšies A pokyčius, šios veislės ir toliau keisis. Galbūt dešimtajame etape jie turės tokių skirtumų tarp savęs ir su A rūšimi, kad juos reikėtų skaičiuoti kaip du tam tikrų tipų: a10 ir t10. Dalis veislių išnyks ir, ko gero, tik f10 pasieks dešimtą tarpsnį ir suformuos trečią rūšį. Paskutiniame etape įvedamos 8 naujos rūšys, kilusios iš A rūšių: a14, q14, p14, b14, f14, o14, e14 ir t14. Rūšys a14, q14 ir p14 yra arčiau viena kitos nei kitos rūšys ir sudaro vieną gentį, likusios rūšys suteikia dar dvi gentis. I rūšies evoliucija vyksta panašiai.
Kitų rūšių likimas kitoks: iš jų tik E ir F rūšys išgyvena iki dešimtos stadijos, o E rūšis vėliau išnyksta. Ypač atkreiptinas dėmesys į rūšį F14: ji iki mūsų laikų išliko beveik nepakitusi nuo pirminės rūšies F. Taip gali atsitikti, jei aplinkos sąlygos ilgą laiką nekinta arba keičiasi labai mažai.
Darvinas pabrėžė, kad gamtoje ne visada išsaugomos tik pačios įvairiausios, ekstremaliausios veislės, vidurinės taip pat gali išgyventi ir duoti palikuonių. Viena rūšis savo raidoje gali aplenkti kitą; iš kraštutinių veislių kartais išsivysto tik viena, bet gali išsivystyti ir trys. Viskas priklauso nuo to, kaip vystysis be galo sudėtingi organizmų santykiai tarpusavyje ir su aplinka.
Specifikacijų pavyzdžiai. Pateiksime rūšių formavimosi pavyzdžius ir vartosime terminą porūšis, moksle priimtas vietoj „įvairovės“.
Plačiai paplitusios rūšys, tokios kaip rudasis lokys, kiškis, paprastoji lapė, paprastoji voverė, aptinkama nuo Atlanto iki Ramusis vandenynas ir turi daug porūšių. Centrinėje SSRS zonoje auga daugiau nei 20 ranunculus rūšių. Visi jie kilę iš tos pačios tėvinės rūšies. Jos palikuonys užgrobė įvairias buveines – stepes, miškus, laukus – ir dėl divergencijos pamažu atsiskyrė viena nuo kitos, iš pradžių į porūšius, paskui į rūšis (12 pav.). Žiūrėkite kitus pavyzdžius tame pačiame paveikslėlyje.
Specifikacija tęsiasi iki šiol. Kaukaze gyvena jaukas juodais plunksnomis pakaušyje. Jis dar negali būti laikomas savarankiška rūšimi, tai yra paprastosios jauko porūšis. Amerikoje yra 27 giesminio žvirblio porūšiai. Daugelis jų išoriškai mažai skiriasi vienas nuo kito, tačiau kai kurie turi ryškių skirtumų. Laikui bėgant gali išnykti tarpiniai pagal savo požymius porūšiai, o kraštutiniai taps savarankiškomis jaunomis rūšimis, praradusiomis galimybę kryžmintis tarpusavyje.
Izoliacijos vertė. Rūšies paplitimo zonos platumas skatina natūralią atranką ir skirtumus. Tai atsitinka, kai rūšis apsigyvena viena nuo kitos izoliuotose teritorijose. Tokiais atvejais organizmų prasiskverbimas iš vienos vietovės į kitą yra labai sunkus, o galimybė persikelti tarp jų labai sumažėja arba visai nėra.
Pateikime pavyzdžių. Kaukaze, aukštais kalnais atskirtose vietovėse, yra ypatingų drugelių, driežų ir kt. porūšių. Baikalo ežere gyvena daug ciliarinių rūšių ir genčių. plokščiųjų kirmėlių, vėžiagyviai ir žuvys, kurių niekur kitur nėra. Šį ežerą nuo kitų vandens baseinų skiria kalnų grandinės apie 20 milijonų metų ir su Arkties vandenynu susisiekia tik upėmis.
Kitais atvejais organizmai negali kryžmintis dėl biologinė izoliacija. Pavyzdžiui, dvi žvirblių rūšys – braunas ir lauko žvirblis – laikosi kartu žiemą, tačiau dažniausiai peri įvairiai: pirmoji – po namų stogais, antroji – medžių daubose, palei miško pakraščius. Šiuo metu juodvarnių rūšys yra suskirstytos į dvi grupes, kurios išoriškai vis dar nesiskiria. Tačiau vienas iš jų gyvena tankiuose miškuose, kitas – šalia žmonių. Tai dviejų porūšių formavimosi pradžia.
Konvergencija. Pradinėmis egzistavimo sąlygomis skirtingų sisteminių grupių gyvūnai kartais įgyja panašius prisitaikymus prie aplinkos, jei juos veikia tas pats atrankos veiksnys. Šis procesas buvo pavadintas konvergencija- ženklų konvergencija. Pavyzdžiui, kurmio ir meškos priekinės besirausiančios galūnės labai panašios, nors šie gyvūnai priklauso skirtingoms klasėms. Banginių šeimos gyvūnai ir žuvys savo kūno forma labai panašūs vienas į kitą, o skirtingoms klasėms priklausančių plaukiojančių gyvūnų galūnės yra panašios. Fiziologinės savybės taip pat susilieja. Irklakojų ir banginių šeimos gyvūnų riebalų kaupimasis paaiškinamas natūralios atrankos vandens aplinkoje rezultatu: sumažina kūno šilumos nuostolius.
Konvergencija tolimų sisteminių grupių (tipų, klasių) viduje paaiškinama tik panašių egzistavimo sąlygų veikimu natūralios atrankos eigoje. Santykinai artimai giminingų gyvūnų konvergencijai įtakos turi ir jų kilmės vienovė, kuri tarsi palengvina panašių paveldimų pokyčių atsiradimą. Štai kodėl tai dažniau pastebima toje pačioje klasėje.
Rūšių įvairovė. Darvino doktrina apie organinio pasaulio evoliuciją aiškina rūšių įvairovę kaip neišvengiamą natūralios atrankos rezultatą ir su tuo susijusią charakterių skirtumą.
Palaipsniui evoliucijos procese rūšys tapo sudėtingesnės, organinis pasaulis pakilo į vis aukštesnį išsivystymo lygį. Tačiau visur gamtoje gyvūnai ir augalai sugyvena vienu metu, o jų organizavimas yra įvairaus sudėtingumo.
Kodėl natūrali atranka „nepakėlė“ visų žemai organizuotų grupių į aukščiausią organizuotumo lygį?
Natūralios atrankos būdu visos augalų ir gyvūnų grupės yra prisitaikiusios tik prie savo egzistavimo sąlygų, todėl ne visos galėtų pakilti į tokį patį aukštą organizuotumo lygį. Jei šios sąlygos nereikalavo didinti struktūros sudėtingumo, tai jos laipsnis nepadidėjo, nes, Darvino žodžiais, „labai paprastomis gyvenimo sąlygomis aukšta organizacija neteiktų jokios paslaugos“. Indijos vandenyne daugiau ar mažiau pastoviomis sąlygomis yra rūšių galvakojų(nautilus), beveik nepakitęs daugelį šimtų tūkstantmečių. Tas pats pasakytina apie šiuolaikines skilteles žuvis.
Taigi skirtingo struktūrinio sudėtingumo organizmų sambūvis vienu metu paaiškinamas natūralios atrankos ir divergencijos teorija.
Natūralios atrankos rezultatai. Natūrali atranka turi tris glaudžiai susijusias svarbiausias pasekmes: 1) laipsnišką gyvų būtybių organizavimo komplikaciją ir didėjimą; 2) organizmų prisitaikymas prie aplinkos sąlygų; 3) rūšių įvairovė.
Bibliografija
1. Azimovas A. Trumpa biologijos istorija. M., 1997 m.
2. Kemp P., Arms K. Įvadas į biologiją. M., 2000 m.
3. Libbert E. Bendroji biologija. M., 1978 Gliozzi M. Fizikos istorija. M., 2001 m.
4. Naidysh V.M. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. Pamoka. M., 1999 m.
5. Nebel B. Aplinkos mokslas. Kaip veikia pasaulis. M., 1993 m.
1 klausimas. Pateikite organizmų prisitaikymo prie egzistavimo sąlygų pavyzdžių.
Gyvūnų kūno forma, spalva, elgesys gali būti prisitaikantys. Taigi, pavyzdžiui, arklio kanopos yra patogiausios greitai judėti atvirose erdvėse, ištraukiamos katės nagai užtikrina tylų judėjimą, vandens žinduoliai turi žuvį primenantį kūną, kad būtų efektyviausias judėjimas vandenyje, įvairaus greičio ir skrydžio paukščiai sudaro vieną. ar kitos sparno formos.. Tarp vabzdžių, kurių neturi aktyvios priemonės apsauga, kūno forma išplitusi, imituojanti foninius objektus, tokius kaip maldininkai, vabzdžiai pagaliukai, drugelių vikšrai. Kai kurie organizmai gali įgauti spalvą, atitinkančią foną, kuriame jie gyvena (chameleonas, plekšnė).
2 klausimas. Kodėl kai kurios gyvūnų rūšys turi ryškią demaskuojančią spalvą?
Ryški spalva dažniausiai būdinga nuodingiems gyvūnams ir įspėja plėšrūnus apie jų užpuolimo objekto nevalgomumą, būdinga nuodingiems, geliantiems ar deginantiems vabzdžiams (bitėms, vapsvoms, pūsleliniams vabalams ir kt.). Boružėlės, labai pastebimos, paukščiai niekada nepešioja dėl nuodingos paslapties, kurią išskiria vabzdžiai. Nevalgomi vikšrai, daug nuodingų varlių ir gyvačių turi ryškią įspėjamąją spalvą. Ši spalva iš anksto įspėja plėšrūną apie atakos beprasmiškumą ir pavojų. Per bandymus ir klaidas plėšrūnai greitai išmoksta išvengti įspėjamosios spalvos grobio.
3 klausimas. Kokia mimikos fenomeno esmė?
Mimika yra neapsaugotos ir valgomos rūšies panašumas į vieną ar daugiau nesusijusių rūšių, kurios yra gerai apsaugotos ir turi įspėjamąją spalvą. Mimikos reiškinys būdingas drugeliams ir kitiems vabzdžiams. Daugelis vabzdžių imituoja geliančius vabzdžius. Žinomi vabalai, musės, drugeliai, kopijuojantys vapsvas, bites, kamanes. Mimika aptinkama ir stuburiniams gyvūnams – gyvatėms. Visais atvejais panašumas yra grynai išorinis ir juo siekiama suformuoti tam tikrą vizualinį įspūdį potencialiuose priešuose.
4 klausimas. Kaip išlaikomas mažas mimikos rūšių skaičius?
Vienų rūšių mėgdžiojimas kitomis pasiteisina: išnaikinama daug mažesnė dalis tiek pavyzdį atlikusios, tiek imituojančios rūšies individų. Tačiau būtina, kad mimikos rūšių skaičius būtų žymiai mažesnis nei modelio rūšių skaičius. Priešingu atveju priešai nesukurs stabilaus neigiamo reflekso į įspėjimo spalvą. Faktas, kad šių rūšių genofondas yra prisotintas mirtinų mutacijų, leidžia išlaikyti reikiamo lygio imitatorių rūšių skaičių. Esant homozigotinei būsenai, šios mutacijos sukelia organizmo mirtį, dėl ko didelė dalis individų nepasiekia lytiškai subrendusios būsenos.
5 klausimas. Ar natūralios atrankos veiksmas apima gyvūnų elgesį? Pateikite pavyzdžių.
Už organizmų išlikimą kovos už būvį sąlygomis didelę reikšmę turi prisitaikantį elgesį. Prisitaikančios spalvos ir kūno formų efektyvumas smarkiai padidėja kartu su elgesiu. Pavyzdžiui, kačių gebėjimas ilgai sėdėti pasaloje ir atlikti žaibiškus šuolius užtikrina sėkmę sumedžioti pasalą plėšrūną. Vilko gebėjimas ateiti pavėjui ir medžioti būryje yra naudingos šiam medžiotojui savybės. Be jokios abejonės, kai kuriems gyvūnams yra pateisinama kaupti maistą nepalankiam metų sezonui. Pavyzdžiui, naminis pelėnas sukaupia iki 10 kg javų, grūdų, šaknų ir sausos žolės. Slėpimasis kilus pavojui organizmams, kurių neturi aktyvūs būdai apsauga, leidžia jiems išgelbėti savo gyvybes.
6 klausimas. Kodėl mažėja palikuonių skaičius gyvūnų rūšyse, kurios rūpinasi palikuonimis? Pateikite pavyzdžių.
Žemai organizuotuose organizmuose palikuonys dažniausiai paliekami patys. Tai paaiškina tokį didelį bestuburių ir žemesniųjų stuburinių gyvūnų vaisingumą. Didelis palikuonių skaičius esant dideliam jauniklių naikinamumui yra kovos už rūšies egzistavimą priemonė. Išplėtojus palikuonių priežiūrą, išgyvenusių ir lytiškai subrendusių palikuonių skaičius smarkiai padidėja, o tai leidžia sumažinti pradinį jų skaičių.
7 klausimas. Kokia yra organizmų adaptacinių savybių santykinė prigimtis? Pateikite augalams ir gyvūnams būdingų pavyzdžių.
Gyvų organizmų sandara labai smulkiai prisitaikiusi prie egzistavimo sąlygų. Bet koks rūšies požymis ar savybė yra adaptyvios prigimties, tikslinga tam tikroje aplinkoje, tam tikromis gyvenimo sąlygomis, tik rūšiai įprastoje aplinkoje. Pasikeitus aplinkos sąlygoms, jos tampa nenaudingos ar net kenksmingos organizmui. Dėl mimikos dauguma paukščių vapsvų ir bičių neliečia, tačiau tarp jų yra rūšių, kurios minta ir vapsvomis, ir bitėmis, ir jų imitatoriais. Ežiukas ir paukštis sekretorius be žalos valgo nuodingas gyvates. Sausumos vėžlių kiautas patikimai apsaugo juos nuo priešų, tačiau plėšrieji paukščiai pakelia juos į orą ir daužo ant žemės.
Bet kokie pritaikymai yra tikslingi tik įprastoje rūšiai aplinkoje. Pasikeitus aplinkos sąlygoms, jos pasirodo nenaudingos arba kenksmingos organizmui. Nuolatinis graužikų smilkinių augimas – labai svarbi savybė, tačiau tik valgant kietą maistą. Jei žiurkė laikoma ant minkšto maisto, smilkiniai nenusidėvėdami užauga iki tokio dydžio, kad maitinimas tampa neįmanomas. Taigi pasaloje grobio laukiančiam plėšrūnui tinka visi kačių sandaros ir elgesio ypatumai: minkštos pagalvėlės ant pirštų, ištraukiami nagai, gebėjimas matyti tamsoje. Tuo pačiu metu atvirose erdvėse visi šie įrenginiai yra nenaudingi.
Gili dykumos augalų šaknų sistema drėgnose buveinėse nėra naudinga. Vandens žinduoliams galūnių pavertimas plaukmenimis naudingas gyvenant vandenyje, tačiau sausumoje banginių šeimos gyvūnai yra nejudrūs, o irklakojai juda labai nerangiai.
Taigi bet kokia struktūra ir bet kokia funkcija yra prisitaikymas prie konkrečių aplinkos sąlygų, t.y. adaptacijos yra santykinės. Nė viena iš prisitaikančių savybių nesuteikia visiško saugumo jų savininkams.
Apsvarstykite 158–163 paveikslėlius. Kokie paveiksluose pavaizduotų organizmų prisitaikymai prie gyvenimo sąlygų? Pagalvokite, ar šie prisitaikymai išliks organizmuose, jei pasikeis jų gyvenimo sąlygos.
Visi organizmai įvairiai prisitaiko prie aplinkos sąlygų. Šios adaptacijos evoliucijos eigoje vystosi dviem etapais. Iš pradžių dėl mutacinio ir kombinacinio kintamumo organizmuose atsiranda naujų požymių. Tada natūralios atrankos būdu šie ženklai tikrinami, ar jie atitinka aplinkos sąlygas.
Organizmų prisitaikymo pavyzdžiai. Organizmų prisitaikymo prie gyvenimo sąlygų pavyzdžių yra tiek daug, kad beveik neįmanoma jų visų aprašyti. Pateikime tik keletą pavyzdžių.
Ryžiai. 158. Gyvūnų apsauginė spalva: 1 - tundros kurapkos žiemos plunksnų vientisa spalva; 2 - skrodžianti spalva ašies elniuose
Morfologiniai pritaikymai apima tuos, kurie randami skirtingi organizmai, Įvairių tipų globojantis, įspėjamasis dažymas, kamufliažas ir pasyvi apsauga.
Atvirai gyvenantiems asmenims susidaro apsauginė spalva, dėl kurios jie mažiau pastebimi aplinkiniame fone. Toks atspalvis gali būti vientisas (balta tundros kurapkos plunksna žiemą), jei aplinkinis fonas yra vienodas, arba dalinantis (šviesūs ir tamsūs taškeliai ant ašinio elnio odos), jei aplinkui pakaitomis dunksa šviesos ir šešėlio dėmės. fonas (158 pav.). Patronuojančios spalvos poveikį sustiprina atitinkamas gyvūno elgesys. Pavojaus momentu jie slepiasi, todėl aplinkiniame fone jie dar mažiau pastebimi.
Įspėjamoji spalva atsiranda asmenims, kurie turi cheminę apsaugą nuo priešų. Tai apima, pavyzdžiui, geliančius ar nuodingus vabzdžius, nevalgomus ar deginančius augalus. Evoliucijos procese jie išsivystė ne tik nuodingi cheminių medžiagų, bet ir ryškios, dažniausiai raudonai juodos arba geltonai juodos spalvos (159 pav.). Kai kurie gyvūnai, turintys įspėjamąją spalvą pavojaus momentu, parodo plėšrūnui ryškias dėmes, užima grėsmingą laikyseną, kuri suklaidina priešą.
Ryžiai. 159. Įspėjamasis dažymas nuodingose smiginio varlėse
Kamufliažas – apsauga, kuri yra ne tik spalva, bet ir kūno forma. Yra du maskavimo tipai. Pirma, užmaskuotas organizmas savaip, išvaizda primena daiktą – lapą, mazgą, akmenį ir t.t.. Šis persirengimo tipas yra plačiai paplitęs vabzdžiuose: vabzdžiuose, vabzdžiuose ir kandžių vikšruose (160 pav.).
Ryžiai. 160. Kamufliažas lapų blakėse
Antrasis maskavimo tipas grindžiamas neapsaugotų organizmų imitaciniu panašumu į saugomus. Taigi, nekenksmingi stiklinių butelių drugeliai pilvo spalva primena geliančius vabzdžius – vapsvas, todėl vabzdžiaėdžiai paukščiai jų neliečia (161 pav.).
Ryžiai. 161. Stiklinis drugelio maskavimas
Pasyvios apsaugos priemonės padidina tikimybę išsaugoti organizmą kovoje už būvį. Pavyzdžiui, vėžlių kiautai, moliuskų kiautai, ežių plunksnos saugo juos nuo priešo atakų. Erškėčiai ant rožių stiebų ir spygliai kaktusuose neleidžia šių augalų valgyti žolėdžiams žinduoliams (162 pav.).
Ryžiai. 162. Dygliuočių kaktusų pasyviosios apsaugos priemonės
Fiziologinės adaptacijos užtikrina organizmų atsparumą temperatūros, drėgmės, apšvietimo ir kitoms negyvosios gamtos sąlygoms.
Taigi, nukritus varliagyvių ir roplių aplinkos temperatūrai, sumažėja medžiagų apykaitos lygis organizme ir prasideda žiemos miegas. Priešingai, paukščiams ir žinduoliams, nukritus aplinkos temperatūrai, suaktyvėja medžiagų apykaita organizme, o tai padidina šilumos gamybą. Kartu besiformuojantis tankus plunksnas, vilna ir poodinis riebalų sluoksnis neleidžia kūnui prarasti šilumos (163 pav.).
Ryžiai. 163. Žieminės voverės kailis turi storą pavilnį
Elgesio adaptacijos randamos tik labai išsivysčiusiems gyvūnams. nervų sistema. Jie atstovauja įvairioms elgesio formoms, kuriomis siekiama tiek atskirų individų, tiek visos rūšies išlikimo.
Visas elgesio adaptacijas galima suskirstyti į įgimtas ir įgytas. Įgimtas apima, pavyzdžiui, poravimosi elgesį, palikuonių apsaugą ir auginimą, plėšrūnų vengimą, migraciją. Taigi, liūtė, laižydama savo jauniklius, prisimena jų kvapą. Tas pats procesas joje pažadina poreikį apsaugoti jauniklius nuo priešų (164 pav., 1).
Ryžiai. 164. Organizmų elgsenos adaptacijos: 1 - liūtas laižo jauniklius; 2 - japoninės makakos, besikaitinančios karštoje versmėje; 3- vandens paukščiaižiemojančius ant neužšąlančio miesto tvenkinio
Įgytos elgesio adaptacijos taip pat vaidina svarbų vaidmenį gyvūnų gyvenime. Pavyzdžiui, šiauriausia beždžionių rūšis – japoninės makakos, aptinkamos Japonijos šiaurėje, perėjo prie sniego vandens gyvenimo būdo (164 pav., 2). Žiemą, prasidėjus stipresnėms šalnoms, šios beždžionės iš kalnų leidžiasi į karštąsias versmes, kur kaitinasi šiltame vandenyje. Dar vienas ryškus pavyzdys. Didžiuosiuose centrinės Rusijos miestuose migruojančių paukščių elgesys pasikeitė. Taigi kai kurie vandens paukščiai žiemai nustojo skristi į šiltesnius kraštus. Jie renkasi dideliais būriais ant neužšąlančių vandens telkinių, kur visada yra reikiamo maisto (164 pav., 3).
Santykinis įrenginių tinkamumas. Visi organizmų prisitaikymai išsivysto konkrečiomis jų buveinės sąlygomis. Pasikeitus aplinkos sąlygoms prietaisai gali prarasti teigiamą vertę, kitaip tariant, jie turi santykinį tikslingumą.
Yra daug įrodymų apie santykinį adaptacijų tikslingumą: organizmo gynyba nuo vienų priešų yra neveiksminga prieš kitus; organizmo elgesys gali tapti beprasmis; Vienoje aplinkoje naudingas organas yra nenaudingas kitoje. Pvz., vėgėlė savo tėviško instinkto dėka maitina gegutę, išsiritusią iš gegutės įmesto į lizdą kiaušinėlio (165 pav.).
Ryžiai. 165. Santykinis organizmų prisitaikymo tikslingumas - straublys lesa gegutę
Taigi pagrindinis evoliucijos varomųjų jėgų veikimo rezultatas yra naujų adaptacijų atsiradimas ir esamų adaptacijų organizmuose tobulėjimas. Kadangi organizmų egzistavimo sąlygos keičiasi, gamtoje nėra absoliučių prisitaikymų, o jų atsiradimo procesas yra begalinis. Tai pačiai rūšiai priklausančių individų pritaikymo skirtumai yra nereikšmingi. Šių skirtumų konsolidacija izoliacijos sąlygomis lemia naujų rūšių atsiradimą, t.y. į vizualizaciją.
Išmoktos pamokos pratimai
- Kaip žmonės prisitaiko prie savo aplinkos?
- Koks santykinis prietaisų tikslingumas? Iliustruokite savo atsakymą pavyzdžiais.
- Ar ilgai evoliucijos metu organizmai gali išsivystyti absoliučiai, t. y. tobulai, prisitaikyti? Pagrįskite savo atsakymą.
Pašalinimo pagalbinės priemonės vandens perteklius:
Ypatinga lapų forma (kardo formos lapai kabo žemyn).
Griovelių susidarymas išilgai lakšto krašto (medžiai).
Išilgai užlenktas lapo paviršius.
Vidinės drėgmės šalinimas hidatodais.
R-osios pritaikymas prie drėgmės trūkumo:
Mėsingi ir sultingi stiebai ir lapai (pvz., kaktusai).
Lapai yra dygliuoti (Cactus) arba lapai sustorėję, kaip, pavyzdžiui, alavijo ir agavos.
Gerai išsivysčiusi šaknis s-ma. Šaknys m.b. arba paviršinis, plačiai išsišakojęs ir gerai sulaikantis atmosferos kritulius, arba strypas, labai giliai prasiskverbiantis į požeminį vandenį.
Lapai smulkūs, sausi, dažnai spygliuočių, spygliuočių, žvynelių pavidalo, ant jų daug stomatelių, kurios užsidaro pritrūkus vandens. Stambūs lapai (pavyzdžiui, plunksnų žolė, eraičinas) gali susisukti stomaline puse į vidų.
39. Šviesa kaip ek-asis veiksnys. Buvusioji grupė p-oji šviesos atžvilgiu. Pritaikymai r-th prie skirtingų apšvietimo sąlygų. Chromatinė adaptacija, lapų mozaika, fotoperiodizmas.
Vienas iš svarbiausių ek-jų f-griovys, ypač fotosintetinės žalios p-tos, yra šviesa. Saulė skleidžia didžiulį kiekį E. Tuo pačiu metu matomi spinduliai (matoma šviesa) sudaro apie pusę visos į Žemę patenkančios spinduliuotės energijos. Likę 50% yra nematomi infraraudonieji spinduliai, apie 1% - ultravioletiniai. Ypatingos žinios visų organizacijų gyvenime turi matomą šviesą. Šviesoje susidaro chlorofilas ir vyksta svarbiausias fotosintezės procesas biosferoje.
Optikos požiūriu r-iya yra nepermatomas kūnas, kuris iš dalies sugeria, iš dalies atspindi ir perduoda saulės spinduliuotę.Pagrindinis organas, suvokiantis spinduliuotę, yra lapas. Lakšto spinduliuotės sugerties spektrinė sritis apima UV, matomus, IFC spindulius.
UV spindulius sugeria ląstelės ląstelės (apvalkalas, citoplazma, fermentai ir įvairūs pigmentai).
IFK yra absorbuojami citoplazmos ir vandens sod-Xia lapo audiniuose.
Matomos šviesos diapazone yra 2 didžiausios sugerties:
Oranžinės raudonos spalvos srityje (660-680 nm)
Mėlynai violetinėje srityje (460-490 nm.
Matoma šviesa turi nevienodą poveikį organizmams: raudoni spinduliai vyrauja terminiai, mėlyni ir violetiniai keičia savo biocheminių reakcijų greitį ir kryptį.
Lapuose vyrauja žali pigmentai, kurie sugeria spindulius 660-680 nm srityje.
Nustatyta, kad daugelis regionų gerai vystosi po skaidriais bespalviais stiklais, tačiau prastai auga po raudonais ir ypač žaliais ir dažnai visai nesudaro generatyvinių organų.
Apskritai šviesa turi įtakos p-osios augimo ir vystymosi greičiui, fotosintezės intensyvumui.
Šviesos atžvilgiu išskiriamos šios p-osios eq grupės: šviesa (mėgstanti šviesą), šešėlinė (mėgstanti šešėlį) ir tolerantiška šešėliui.
šviesos tipai (geleofitai) gyventi toliau atviros vietos su geru apšvietimu ir miško zonoje yra reti. Dažniausiai jie suformuoja retą ir žemą augalijos dangą, kad neužgožtų viena kitos.
Šešėlių rajonai ( sciofitai) netoleruoja stipraus apšvietimo ir gyvena po miško laja nuolatiniame pavėsyje. Tai dažniausiai miško žolelės. Aiškiai apšviestose proskynose jie rodosi aiškūs ženklai priespaudą ir dažnai žūva.
Šešėliui tolerantiški rajonai ( fakultatyviniai heliofitai) gali gyventi geroje šviesoje, bet lengvai toleruoja tam tikrą šešėlį. Tai apima didžiąją dalį r-tųjų miškų.
Lengvam r-tam pritūpimui, lapų išdėstymas rozetėmis, sutrumpinti ūgliai. Į nepakankamą apšvietimą jie reaguoja, kai išsivysto pakitusi ūglių spalva, pailgėja tarpbambliai, ūgliai linksta į šviesą.
Pavėsiui atsparios medžių rūšys ir pavėsingos žolinės zonos išsiskiria mozaikiniu lapų išdėstymu. Eukalipto lapai krašteliu pasukti į šviesą. Medžių šviesūs ir šešėliniai lapai (atitinkamai esantys paviršiuje ir lajos viduje) - gerai apšviesti ir šešėliai - turi anatominius skirtumus. Šviesūs lapai yra storesni ir šiurkštesni, kartais blizgantys, o tai padeda atspindėti šviesą. Atspalvių lapai dažniausiai būna nuobodūs, be plaukų, ploni, su labai gležnomis odelėmis arba jų visai nėra.
Taip pat tam tikra vainiko forma - kupolo formos, sferinė, kūginė - suteikia saulės spindulių antplūdį į įvairių pakopų lapų ašmenis.
Lapų išdėstymas cenozėje paklūsta taisyklei " lakštinė mozaika": viršutinių pakopų lapai išsidėstę beveik vertikaliai, apatinės pakopos yra įstrižesnės, o apatinės - horizontalios.
Fotoperiodas yra šviesių ir tamsių paros dalių santykis. Jį 1920 m. atrado Garderis ir Allardas, tyrinėdami šiltnamių rajonus.
Organizacijų reakcijos į šviesaus ir tamsiojo paros laikotarpių kaitą ir trukmę vadinamos fotoperiodizmas.
Pagal fotoperiodinės reakcijos tipą rajonai skirstomi į 4 grupes:
R-ia trumpa diena.
Šie sodai reikalauja 12 valandų ar mažiau šviesos per dieną, kad jie pradėtų žydėti (kanapių, tabako ir kt.).
R-ia ilga diena.
Reikia daugiau nei 12 valandų šviesos per dieną (bulvės, kviečiai ir daugelis šiaurinių regionų augalų).
Stenofotoperiodiniai rajonai.
Jie žydi ir neša vaisius, kurių dienos trukmė yra 10–16 valandų.
Neutralūs fotoperiodiniai rajonai.
Jie nėra jautrūs fotoperiodui ir žydi bet kuriuo paros metu, išskyrus trumpą (grikiai, pomidorai, kiaulpienės, daug piktžolių).
Orgų savybė pakeisti pigmento komplekso būseną priklausomai nuo buveinės sąlygų vadinama - " chromatinė adaptacija»
40. t-ra kaip ek-th f-r. Ek-toji grupė p-oji t-re atžvilgiu. Pritaikymai p-th prie įvairių. t-tieji režimai. Sąvoka t-ieji aplinkos gradientai ir p-iya. Veiksmingas. t-ry plėtros p-th org-s.
T-ra lemia gyvų organizacijų vystymąsi, egzistavimą ir pasiskirstymą visame pasaulyje. Ek-mi vertės yra f-ra poveikio dozė ir terminis režimas. Šiluminis režimas turi įtakos org-ų gyvenimo trukmei dienos metu, sezonams ir kt.
T-ur kaip f-ra reikšmė slypi tame, kad t-ra daro įtaką gyvybės procesams (van't Hoffo taisyklė). Pagal šią taisyklę cheminių reakcijų greitis padidėja 2–3 kartus, didėjant temperatūrai kas 10 laipsnių. Kai temperatūra yra aukštesnė arba žemesnė nei optinė, jų biocheminių reakcijų org-me greitis mažėja arba jos apskritai pažeidžiamos, o tai lemia org-ma augimo tempo sulėtėjimą ir netgi mirtį.
Kalbant apie t-re, r-ia skirstomi:
Kriofiliniai (šaltį mėgstantys regionai).
Mezoterminė (vidutinio klimato platumos).
Termofilinės (tropinės, subtropinės zonos).
Kriofilai - apima šalčiui atsparius rajonus, kuriuose ramybės būsenos temperatūra yra žema. Aptinkama vidutinio klimato zonoje. Jų arealas neperžengia borealinio miško ploto ribų (bakterijos, grybai, kerpės, samanos).
Mezotermofitai - apima šilumą mėgstančius, bet karščiui neatsparius rajonus (šlapias atogrąžų zona gyvenantys 20-30 laipsnių temperatūroje). Jie neturi prisitaikymo prie t-ojo režimo. Tai apima visžalius subtropinės zonos rajonus (braškes, palmes). Prie mezotermofitų vidutinio klimato platumos apima plačialapes rūšis (liepa, bukas, skroblas, kaštonas), taip pat plačialapių miškų žolinio sluoksnio regioną.
Termofilai- R-ia gali atlaikyti aukštesnę nei 45 laipsnių temperatūrą be matomų pažeidimų. Haar-ny takams-jiems ir subtropikų juostosžemė ir atviros buveinės. Dykumos, pusdykumės, stepės, savanos, uolienų samanos ir kerpės, termofilinės bakterijos ir dumbliai.
Skirtingi rajonai skirtingai prisitaiko prie skirtingų m-ųjų režimų. Taigi, pavyzdžiui, aukštos temperatūros zonoje su maža drėgme (tropinėse ir subtropinėse dykumose) istoriškai susiformavo savotiškas p-ojo morfo tipas:
Lapų paviršiaus sumažinimas iki jo sumažinimo;
Lapų sukimas į vamzdelį;
Tankus baltas brendimas;
Lygus vaško paviršius, odelės buvimas;
Lapų krašto orientacija į saulę;
Stiprus vidinių audinių vystymasis;
Storasienis sluoksniuotas epidermis, peridermos ir plutos išsivystymas.
Žemo t-ur zonoje pastebimos šios adaptacijos:
Lapų paviršiaus sumažinimas, lapų lankstymas, šio regiono brendimas ir pumpurų žvyneliai, odelės vystymasis, žieminis pumpurų dervavimas, sekli šaknų s-we.
Į p-ojo fiziol-im adaptacijas, išlyginančias aukštų ir žemų t-urų žalingą poveikį, m.b. priskiriamas transpiracijos intensyvumas, druskų, kurios keičia plazmos krešėjimo temperatūrą, kaupimasis ląstelėse, chlorofilo kiekis, neleidžiantis prasiskverbti karščiausiai saulės šviesai. Aukščiausia vertėšalčiui atsparaus r-th termoreguliacijai, ląstelėse kaupiasi cukrus ir kitos medžiagos, kurios padidina ląstelių sulčių koncentraciją ir mažina ląstelių laistymą. Tai daro r-s atsparesnius.
Radčenko sukūrė 1966 m aplinkos temperatūros gradientų samprata ir p-oji. Jo esmė slypi tame, kad išskiriami neigiami ir teigiami t-ieji gradientai. Neigiamas gradientas yra tada, kai dirvožemio temperatūra yra žemesnė už oro temperatūrą.
Teigiamas gradientas yra tada, kai oro temperatūra yra žemesnė už pusiasalio temperatūrą. Dauguma p-ųjų yra pritaikytos neigiamam t gradientui, o mažesnė p-ųjų dalis yra pritaikyta teigiamam t gradientui.
Pagal efektyvus th suprasti skirtumą tarp m-osios aplinkos ir m-osios org-ų raidos slenksčio. Kiekvienai rūšiai ji taip pat turi viršutines ribas aukštas t-ry nebeskatina, o stabdo vystymąsi. Kiekvienai rūšiai skiriasi ir vystymosi slenkstis, ir efektyvių t-urų suma. Jie priklauso nuo tikrojo rūšies prisitaikymo prie gyvenimo sąlygų. Sėkloms r-tas vidutinio klimato, pvz., žirniai, dobilų, vystymosi slenkstis žemas: jų dygimas prasideda t-re p-jūs nuo 0 iki +1 laipsnio; daugiau pietinių kultūrų – kukurūzų ir sorų – pradeda dygti tik esant + 8 + 10 laipsnių temperatūrai, o datulių palmių sėklos turi pašildyti dirvą iki + 30 laipsnių, kad pradėtų vystytis. Efektyviųjų t-urų suma apskaičiuojama pagal formulę: C \u003d (t -t 1) n, kur C yra norima reikšmė; t – stebima (reali temperatūra); t 1 - apatinis vystymosi slenkstis; n yra vystymosi trukmė dienomis.
41. Dirvožemis kaip buveinė r-t. Ek-toji grupė r-oji edafinių veiksnių atžvilgiu.
Dirvožemis yra svarbi aplinka rajono gyvenimui. Tai atraminis substratas sausumos ir daugumai vandens rajonų. Atstovauja maitinančiai aplinkai, iš kurios r-ia pasisavina mitybą-s in-va. Pusiasalis apsaugo požemines regiono dalis ir sėklas bei sporas nuo neigiamo poveikio.
Jis turi sudėtingą kelių komponentų s-av:
Kieta min-oji dalis netirpių org-jų junginių pavidalu;
Kieta org-oji dalis, susidedanti iš f-osios ir p-osios liekanų bei netirpaus humuso in-va;
Dirvožemio tirpalas (vandeninis dujų tirpalas org-them ir non-org-them in-in);
dirvožemio oras;
Dirvožemis m/o, rajonas, šulinys.
M-apie paskirstyti eq-jų grupių p-ąją skaičių skirtingų St-you dirvožemių atžvilgiu. Taigi, pagal reakciją į dirvožemio rūgštingumą, jie išskiria:
Acidofilai arba acidofitai teikia pirmenybę rūgščiam dirvožemiui. Tai sfagninių pelkių regionas, laukiniai rozmarinai, spanguolės, bruknės, asiūkliai ir kt.
Bazifilai arba bazifitai pirmenybę teikia šarminiam dirvožemiui. Tai apima mordovniką, miško anemoną.
Neutrofilai arba neutrofitai pirmenybę teikia normalios reakcijos dirvožemiams. Tai dauguma kultūros rajonų.
Amfifilai arba amfifitai yra neabejingi dirvožemio reakcijai ir gali augti plačiame pH diapazone. Mėlynos avietės, auksinės rožės, gervuogės, braškės ir kt. ir tt
Kalbant apie bendrą dirvožemio sudėtį, yra:
Oligotrofinis rajonai, tenkinami nedideliu uosio elementų skaičiumi (paprastoji pušis).
eftrofiškas, tiems, kuriems reikia daug uosio e-ų (ąžuolo, paprastosios podagros ir kt.).
Mezotrofinis reikalaujantis vidutinio kiekio uosio elementų (eglės).
Priklausomai nuo cheminės medžiagos-jų El-ų, prie kurių pertekliaus prisitaiko rajonai, jie išskiria:
Nitrofilai- Rajonas, mėgstantis daug azoto turinčius dirvožemius. Jie įsikuria buveinėse, kuriose susikaupia daug organinių medžiagų (ant uolų su paukščių kolonijomis, ant pastatų sienų ir karnizų, ganyklose, apleistose dvaruose, tvartuose, šiukšlių krūvose). Tai nitrofilinės uolieninės kerpės, šeivamedžio uogos, avietės, paprastoji podagra, visų rūšių dilgėlės, viščiukai, visos varnalėšų ir burnočių genties rūšys ir kt.
halofitai– druskingų dirvožemių rajonas. Visi jie turi labai aukštą osmosinį slėgį, leidžiantį naudoti dirvožemio tirpalus, nes šaknų čiulpimo galia viršija dirvožemio tirpalo siurbimo galią. Kai kurie halofitai per lapus išskiria druskų perteklių arba kaupia jas savo organuose. Todėl kartais iš jų gaminama soda ir patoša. Tipiški halofitai yra soleros, sarsazan, sodos ir kalio mišiniai, patashnik.
Kai kurios r-s rūšys apsiriboja skirtingais substratais: psammofitai – apgyvendina laisvai tekančius judrius smėlius. Medžių ir krūmų psammofitai, uždengti smėliu, suformuoja atsitiktines šaknis. Ant šaknų atsiranda priediniai pumpurai ir ūgliai, jei augalai atidengiami, pučiant smėliu (baltasis skėris, kandimas, skėriai ir kt.). Kai kuriuos psammofitus nuo smėlio dreifavimo gelbsti spartus ūglių augimas, lapų mažėjimas. Jie sukūrė specialius prietaisus, kurie padidina vaisiaus nepastovumą ir elastingumą. Jų vaisiai juda kartu su judančiu smėliu ir jo nedengia. Dėl įvairių pritaikymų jie lengvai toleruoja sausrą. Tai smėlėti dangčiai ant šaknų, šaknų kamštėjimas ir stiprus šoninių šaknų vystymasis. Dauguma psammofitų yra belapiai arba turi ryškią kseromorfinę lapiją (kieti lapai su melsva vaško danga, siauri ir susiraityti arba blizgūs ir odiniai).
petrofitai- auga uolėtose dirvose.
42. Vanduo kaip ekv f-r. Ek-s grupės w-s vandens atžvilgiu. Gyvūnų organų vandens balansas.
Vanduo yra būtina sąlyga visų gyvų org-ų egzistavimas. Tai vienas svarbiausių gamtos turtai mūsų planeta. Vanduo reikalingas visoms gyvybės formoms, kurios, pasak mokslininkų, atsirado m vandens aplinka. Bendras vandens kiekis Žemėje yra 1386 milijonai km3.
Vanduo yra vienintelis natūralus skystis, kurio didžiuliai kiekiai egzistuoja Žemės paviršiuje. Gamtoje vanduo egzistuoja trijų agregacijos būsenų: skysto, kieto ir dujinio.
Vandens fiziologinė reikšmė gyviems organizmams slypi tame, kad jis užtikrina gyvos ląstelės sandaros išsaugojimą ir normalų funkcionavimą, veikdamas biologines membranas ir joms dalyvaujant vykstančius procesus. Vanduo yra universalus tirpiklis, turi tankį, pralaidumą ir netgi gali kompensuoti temperatūros svyravimus.
Kalbant apie vandenį, galima išskirti tris buvusias šulinių grupes:
higrofilai- drėgmę mėgstantys šuliniai, kuriems reikia didelės drėgmės aplinkos. Jie turi silpnai išvystytus vandens apykaitos reguliavimo mechanizmus arba jų visai nėra. Jie negali susikaupti reikšmingo kiekio ir ilgą laiką išlaikyti vandens atsargų organizme. Tokie šuliniai, kaip taisyklė, gyvena drėgnoje aplinkoje ir yra priversti nuolat papildyti vandens atsargas (medienos utėlės, uodai, sausumos planarijos, nemertinai ir kt.). Tipiška higrofilinė grupė yra sausumos moliuskai ir varliagyviai.
Mezofilai- gyvūnai, gyvenantys vidutinio drėgnumo sąlygomis. Tai apima žieminį kaušelį. Daugelis kitų vabzdžių, paukščių ir žinduolių, kurie taip pat yra tipiški mezofilai, gyvena vietovėse, kuriose oro drėgmė maža, ir gana lengvai toleruoja jos svyravimus.
Kserofilai- tai sausumą mėgstantys šuliniai, kurie netoleruoja didelės drėgmės. Visi kserofilai turi gerai išvystytus vandens apykaitos reguliavimo ir prisitaikymo prie vandens sulaikymo organizme mechanizmus. Prisitaikymas prie gyvenimo sausringomis sąlygomis gali būti labai įvairus. Taigi, dramblys vėžlys kaupia vandenį šlapimo pūslėje; daugelis vabzdžių, graužikų ir kitų gauna vandens su maistu; kai kurie žinduoliai drėgmės trūkumo išvengia nusėdę riebalams, kurie oksiduodami sudaro medžiagų apykaitos vandenį. Dėl apykaitos vandens gyvena daug sausu maistu mintančių vabzdžių, kupranugarių, riebiauodegių avių, riebuodegių jerbojų ir kt.