Адаптація

Адаптація, в біології - розвиток будь-якої ознаки, який сприяє виживанню виду і його розмноження. Адаптація можуть бути морфологічними, фізіологічними або особливостями.

Морфологічні адаптації включають зміни форми або будови організму. Приклад такої адаптації -- твердий панцир черепах, що забезпечує захист від хижих тварин. Фізіологічні адаптації пов'язані з хімічними процесами в організмі. Так, запах квітки може служити для залучення комах і тим самим сприяти запилення рослини. Поведінкові адаптація пов'язана з певним аспектом життєдіяльності тварини. Типовий приклад - зимовий сон у ведмедя. Більшість адаптацій являє собою поєднання перерахованих типів. Наприклад, кровосмоктанні у комарів забезпечується складною комбінацією таких адаптацій, як розвиток спеціалізованих частин ротового апарату, пристосованих до смоктанню, формування пошукового поведінки для знаходження тварини-жертви, а також вироблення слинними залозами спеціальних секретів, які запобігають згортання висмоктує кров.

Всі рослини і тварини постійно адаптуються до навколишнього середовища. Щоб зрозуміти, як це відбувається, необхідно розглядати не тільки тварина або рослина в цілому, але й генетичну основу адаптації.

Генетична основа. У кожного виду програма розвитку ознак закладена в генетичному матеріалі. Матеріал і закодована в ньому програма передаються від одного покоління іншому, залишаючись відносно незмінними, завдяки чому представники того чи іншого виду виглядають і поводяться майже однаково. Однак у популяції організмів будь-якого виду завжди присутні невеликі зміни генетичного матеріалу і, отже, варіації ознак окремих особин. Саме з цих різноманітних генетичних варіацій процес пристосування відбирає ті ознаки або сприяє розвитку таких ознак, які найбільшою мірою збільшують шанси на виживання і тим самим на збереження генетичного матеріалу. Адаптація, таким чином, може розглядатися як процес, за допомогою якого генетичний матеріал підвищує свої шанси на збереження в наступних поколіннях. З цієї точки зору, кожен вид уособлює собою успішний спосіб збереження певного генетичного матеріалу.

Щоб передати генетичний матеріал, особина будь-якого виду повинна мати можливість харчуватися, дожити до періоду розмноження, залишити потомство і потім поширити його на якомога більшій території.

Харчування. Всі рослини і тварини повинні отримувати з навколишнього середовища енергію і різні речовини, перш за все кисень, воду і неорганічні сполуки. Майже всі рослини використовують енергію Сонця, трансформуючи її в процесі фотосинтезу. Тварини отримують енергію, харчуючись рослинами чи іншими тваринами.

Кожен вид певним чином пристосований до того, щоб забезпечувати себе харчуванням. Яструби мають гострі кігті для захоплення видобутку, а розташування очей в передній частині голови дозволяє їм оцінити глибину простору, що необхідно для полювання при польоті на великій швидкості. У інших птахів, наприклад чапель, розвинулися довгі шия і ноги. Вони добувають їжу, обережно блукаючи по мілководдю і підстерігаючи загавились водних тварин. Дарвінових в'юрків - група близькоспоріднених видів птахів з Галапагоських островів - представляють класичний приклад високоспеціалізованої адаптації до різних способів харчування. Завдяки тим або іншим адаптивним морфологічних змін, в першу чергу в будові дзьоба, одні види стали зернояднимі, інші - комахоїдними.

Якщо звернутися до риб, то хижаки, наприклад акули і барракуди, мають гострі зуби для упіймання здобичі. Інші, наприклад дрібні анчоуси і оселедця, видобувають дрібні частинки їжі шляхом фільтрації морської води через гребневідние зяброві тичинки.

У ссавців прекрасним прикладом адаптації до типу харчування служать особливості будови зубів. Ікла і корінні зуби у леопардів та інших котячих виключно гострі, що дозволяє цим тваринам утримувати та розривати тіло жертви. У оленів, коней, антилоп і інших пасовищних тварин великі корінні зуби мають широкі ребристі поверхні, пристосовані для пережовування трави та іншої рослинної їжі.

Різноманітні способи отримання поживних речовин можна спостерігати не тільки у тварин, але й у рослин. Багато хто з них, першу чергу бобові - горох, конюшина та інші - розвинули симбіотичні, тобто взаємовигідні, відносини з бактеріями: бактерії переводять атмосферний азот в хімічну форму, доступну для рослин, а рослини надають бактеріям енергію. Комахоїдні рослини, такі, як сарраценія і росянка, одержують азот з тіл комах, спійманих ловчими листям.

Захист. Навколишнє середовище складається з живих і неживих компонентів. Живе оточення будь-якого виду включає тварин, що харчуються особинами цього виду. Адаптація хижих видів спрямовані на ефективну видобуток їжі; види-жертви пристосовуються, щоб не стати здобиччю хижаків.

Багато видів - потенційні жертви - мають захисну або маскують забарвлення, яке приховує їх від хижаків. Так, у деяких видів оленів плямиста шкура молодих особин непомітна на тлі чергуються плям світла і тіні, а зайців-біляків важко розрізнити на тлі сніжного покриву. Довгі тонкі тіла комах-палочніков теж важко побачити, тому що вони нагадують сучки або гілочки кущів і дерев.

У оленів, зайців, кенгуру і багатьох інших тварин розвинулися довгі ноги, що дозволяють їм тікати від хижаків. Деякі тварини, наприклад опосуми і свіномордие вужі, навіть виробили своєрідний спосіб поведінки - імітацію смерті, яка підвищує їх шанси на виживання, оскільки багато хижаки не їдять падали.

Деякі види рослин покриті шипами або колючками, відлякує тварин. Багато рослин мають огидний для тварин смак.

Фактори навколишнього середовища, зокрема кліматичні, нерідко ставлять живі організми у важкі умови. Наприклад, тваринам і рослинам часто доводиться пристосовуватися до крайніх значень температури. Тварини рятуються від холоду, використовуючи ізолюючий хутро або пір'я, мігруючи в місця з більш теплим кліматом або впадаючи в зимову сплячку. Більшість рослин переживає холоду, переходячи в стан спокою, еквівалентне сплячці у тварин.

У спеку охолодження тварини відбувається за рахунок потовиділення або частого дихання, що збільшує випаровування. Деякі тварини, особливо плазуни та земноводні, здатні впадати в літню сплячку, яка по суті аналогічна зимової, але викликана спекою, а не холодом. Інші просто шукають прохолодне місце.

Рослини можуть до певної міри підтримувати свою температуру, регулюючи інтенсивність випаровування, яке має той же охолоджувальне дію, що і потовиділення у тварин.

Розмноження. Критичним етапом у забезпеченні безперервності життя є розмноження - процес, в ході якого відбувається передача генетичного матеріалу наступному поколінню. Розмноження має два важливих аспекти: зустріч різностатевих особин для обміну генетичним матеріалом і вирощування потомства.

До числа адаптацій, що забезпечують зустріч особин різної статі, відноситься звукова комунікація. У деяких видів більшу роль в цьому сенсі відіграє нюх. Наприклад, котів сильно приваблює запах кішки в період тічки. Багато комахи виділяють т.зв. атрактанти - хімічні речовини, які приваблюють осіб протилежної статі. Запахи квіток є ефективною адаптацією рослин для залучення комах-запилювачів. Деякі квіти солодко пахнуть і привертають харчуються нектаром бджіл; інші пахнуть огидно, залучаючи мух, що харчуються на падали.

Зір теж дуже важливо для зустрічі особин різної статі. У птахів шлюбне поведінку самця, його пишні пір'я і яскраве забарвлення залучають самку і готують її до каплиці. Забарвлення квітки у рослин часто вказує, яку тварину необхідно для запилення цієї рослини. Наприклад, квітки, запилюється колібрі, пофарбовані в червоний колір, який залучає цих птахів.

Багато тварин виробили способи захисту свого потомства в початковий період життя. Більшість адаптацій такого роду відносяться до поведінкових і включають такі дії одного або обох батьків, які підвищують шанси на виживання дитинчат. Більшість птахів будує гнізда, характерні для кожного виду. Однак деякі види, наприклад волова птах, відкладають яйця в гнізда інших видів птахів і довіряє дитинчат батьківської турботі виду-господаря. У багатьох птахів і ссавців, а також у деяких риб є період, коли один з батьків йде на великий ризик, беручи на себе функцію захисту потомства. Хоча така поведінка іноді загрожує загибеллю з батьків, воно забезпечує безпеку потомства і збереження генетичного матеріалу.

Цілий ряд видів тварин і рослин використовує іншу стратегію розмноження: вони виробляють на світ величезна кількість нащадків і залишають їх незахищеними. У цьому випадку низькі шанси на виживання у окремої підростаючої особи виявляються збалансовані численністю потомства.

Розселення. Більшість видів виробило механізми для видалення потомства від тих місць, де вона з'явилася на світ. Цей процес, званий розселенням, збільшує ймовірність того, що потомство буде підростати на ще не зайнятої території.

Більшість тварин просто уникає місць, де дуже сильна конкуренція. Однак накопичуються свідчення на користь того, що розселення зумовлено генетичними механізмами.

Багато рослин пристосувалися до розповсюдження насіння за допомогою тварин. Так, супліддя дурнішніка мають на поверхні гачки, якими вони чіпляються за шерсть що проходять повз тварин. Інші рослини утворюють смачні м'ясисті плоди, наприклад ягоди, які поїдаються тваринами; насіння проходять через травний тракт і непошкодженими «висіваються» в іншому місці. Для поширення рослини використовують і вітер. Наприклад, вітром переносяться «пропелери» насіння клена, а також насіння Ваточник, що мають чубчики з тонких волосків. Степові рослини типу перекотиполе, що здобувають до моменту дозрівання насіння кулясту форму, переганяються вітром на великі відстані, по дорозі розсіюючи насіння.

Вище були наведені лише деякі найбільш яскраві приклади адаптацій. Проте практично кожну ознаку будь-якого виду є результатом адаптації. Всі ці ознаки складають гармонійну сукупність, що дозволяє організму успішно вести свій особливий спосіб життя. Людина у всіх його ознаках, від структури головного мозку до форми великого пальця на нозі, є результатом адаптації. Адаптивні ознаки сприяли виживанню і розмноженню його предків, що мали ті ж самі ознаки. У цілому концепція адаптації має велике значення для всіх напрямків біології.

Список літератури

Левонтін Р.К. Адаптація. - В сб: Еволюція. М., 1981

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://bio.freehostia.com