☰

Osnovni obrasci djelovanja faktora sredine. Međusobno prilagođavanje supružnika Međusobno prilagođavanje unutar jedne vrste naziva se

3.2. Faktori okoline i adaptacije organizama na njihovo djelovanje. Zakoni i propisi o životnoj sredini

Faktor životne sredine- to je svaki element životne sredine koji može imati direktan uticaj na žive organizme, barem u jednoj od faza njihovog individualnog razvoja.

Faktori okoline mogu imati različite prirode i specifične akcije. Na žive organizme djeluju kao iritanti koji uzrokuju adaptivne promjene u fiziološkim i biohemijskim funkcijama; limitatori koji onemogućavaju postojanje u datim uslovima i signali koji ukazuju na promene u drugim faktorima sredine.

Faktori životne sredine dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene.

Abiotski faktori– to su svojstva nežive prirode (skup stanja neorganske prirode) koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme.

To uključuje: klimatske (temperatura, vlažnost, pritisak); edafski (mehanički sastav, propusnost vazduha, gustina tla); reljef; hemijski (gasni sastav vazduha, slani sastav vode, koncentracija, kiselost); fizički (šum, magnetna polja, toplotna provodljivost, radioaktivnost, kosmičko zračenje).

U svim slučajevima abiotički faktori djeluju jednostrano. Tijelo im se može prilagoditi, ali nije u stanju imati suprotan učinak.

Biotički faktori- to su oblici uticaja živih bića jednih na druge ili sve vrste uticaja koje živi organizam doživljava od živih bića koja ga okružuju.

Među njima se obično razlikuju:

1. Utjecaj biljnih organizama (fitogeni faktori).

2. Utjecaj životinjskih organizama (zoogeni faktori).

3. Izloženost mikrobima (mikrogeni faktori).

Fitogeni faktori:

posredni odnosi - preko životinja i mikroorganizama, nadmetanja, alelopatije (uticaj organizama jedne vrste na organizme drugih ispuštanjem raznih supstanci u životnu sredinu).

Zoogeni faktori– komunikacija sa drugim organizmima – neophodno stanje ishrana i reprodukcija, mogućnost zaštite, ublažavanje nepovoljnih uslova životne sredine, a sa druge strane, neposredna opasnost za egzistenciju jedinke. Raznovrsni živi organizmi ne nalaze se na planeti u bilo kojoj kombinaciji, već formiraju određene zajednice, koje uključuju vrste prilagođene zajedničkom životu.

Interakcije između jedinki iste vrste manifestuju se grupnim i masovnim efektima. Grupni efekat je poboljšanje fizioloških procesa organizama, povećanje njihove održivosti u zajedničkom životu, odnosno kombinovanje životinja u grupe od dve ili više jedinki. Grupni efekat se javlja kod mnogih vrsta koje se mogu normalno razmnožavati i opstati samo ako su zastupljene u dovoljno velikim populacijama (slonovi - najmanje 25 jedinki, irvasi– 300–400 grla). princip " minimalna veličina populacije" objašnjava zašto se vrste koje su postale previše rijetke ne mogu spasiti.

Masovni efekat je efekat uzrokovan prenaseljenošću životne sredine. Masovni efekat po pravilu povlači posljedice koje su štetne za životinje, dok grupni učinak na njih djeluje blagotvorno.

Drugi oblik interakcije između jedinki iste vrste je intraspecifična konkurencija.

Zoogeni faktor je određen uticajem životinja i na njihove srodnike i na biljke. Životinje mehanički djeluju na biljke gazeći vegetacijski pokrivač. Oprašivanje biljaka insektima, pticama i slepim miševima doprinosi širenju biljaka.

Biotički faktori imaju drugačiji efekat. Delujući na organizme drugih vrsta, oni su istovremeno i predmet njihovog uticaja (dvosmerni uticaj).

Živi organizam u prirodnim uslovima istovremeno je izložen biotičkim i abiotičkim faktorima, ali glavna uloga abiotička igra.

Antropogeni faktori(od gr. anthropos - čovjek, genesis - porijeklo) - to su faktori koji nastaju pod uticajem ljudske aktivnosti ili promjena unesenih u prirodu ljudskom aktivnošću koje utiču na organski svijet.

Djelovanje čovjeka kao ekološkog faktora u prirodi je ogromno i izuzetno raznoliko. Trenutno nijedan od faktori životne sredine nema tako značajan i univerzalan, odnosno planetarni uticaj kao čovjek, iako je antropogeni faktor najmlađi od svih koji djeluju na prirodu.

Svi faktori životne sredine prisutni u prirodi utiču na život organizama na različite načine i imaju različit stepen značaja za različite vrste. Skup faktora i njihov značaj za žive organizme zavise od staništa.

Svi faktori u prirodi utiču na organizam istovremeno. Štaviše, ovo nije njihov jednostavan zbir, već omjer interakcije.

Ograničavajući faktor- faktor koji može usporiti potencijalni rast kako pojedinačnog organizma tako i ekosistema u cjelini, ili faktor čiji je nedostatak ili višak blizu granica izdržljivosti datog organizma.

Tolerancija(od gr. tolerantia - strpljenje, izdržljivost) - sposobnost organizama da izdrže promjene životnih uslova (na primjer, fluktuacije temperature, vlažnosti, svjetlosti itd.). Na sl. Na slici 1 prikazana je kriva koja karakteriše brzinu određenog procesa u zavisnosti od jednog od faktora sredine.

Da bi se kvantitativno okarakterisao uticaj faktora sredine na vitalne znakove jedinki, kao što su brzina rasta, razvoj, plodnost, mortalitet, ishrana, itd., uvodi se koncept funkcija odgovora. U tipičnim slučajevima, graf funkcije parcijalnog odgovora na promjenu faktora ima oblik konveksne krivulje, monotono raste od minimalne vrijednosti faktora (donja granica tolerancije) do maksimalne pri optimalnim vrijednostima faktora. faktor i monotono opada kako se približava gornjoj granici tolerancije (slika 1).

Rice. 1. Zavisnost rezultata nekog okolišnog faktora od njegovog intenziteta

Intenzitet faktora okoline (na primjer, temperatura najpovoljnija za život organizma) naziva se optimalnim. Zona inhibicije (pesimum) su uslovi u kojima je vitalna aktivnost organizma maksimalno inhibirana, ali ipak može postojati. Cijeli raspon uslova pod kojima je rast još uvijek moguć naziva se raspon stabilnosti. Minimalne i maksimalne tačke koje ograničavaju rast su granice otpornosti na bilo koji faktor sredine - ekološku valenciju ili ekološku plastičnost vrste. Što je širi raspon fluktuacija ekološkog faktora unutar kojeg određeni faktor može postojati, to je veća njegova ekološka plastičnost.

Krive slične onoj prikazanoj na sl. 1 se nazivaju krivulje tolerancije, one se mogu dobiti proučavanjem različitih faktora.

Za svaki tip živog organizma postoji optimum, stresne zone i granice stabilnosti ili izdržljivosti u odnosu na svaki faktor sredine.

Ekološki otporne vrste nazivaju se euribiont (eyros - širok; značajne fluktuacije faktora - široka rasprostranjenost); nisko otporan - stenobiont (stenos - uzak; stabilni uslovi - ograničena staništa).

Rice. 2. Granice tolerancije euribionta i stenobionta (prema Yu. Odum, 1986.)

Vrsta sa širokom amplitudom otpora može se smatrati euritermnom, dok druge dvije na Sl. 2 – kao stenotermni. Osim toga, vrsta prilagođena niskim temperaturama je kriofilna (od gr. kryos - hladno), a na visoke temperature je termofilna. Euritermne vrste su u stanju da razvijaju i održavaju aktivnost uz velike fluktuacije faktora, dok stenotermne vrste smanjuju svoju aktivnost čak i uz manja odstupanja od optimuma. Organizmi se u odnosu na sadržaj soli u njihovom staništu nazivaju eurygales i stenogals (od gr. hals - sol); do osvjetljenja - eurifoti i stenofoti; u odnosu na kiselost sredine - eurijonske i stenojonske vrste.

Jedan od osnivača agrohemije, njemački naučnik J. Liebig (1803–1873), formulisao je teoriju mineralnu ishranu biljke. Utvrdio je da razvoj biljke ili njeno stanje ne zavisi od onih hemijskih elemenata (ili supstanci), odnosno faktora koji su prisutni u zemljištu u dovoljnim količinama, već od onih koji nedostaju. J. Liebig (1840) sažeo je rezultate svog istraživanja u zakonu minimuma: supstanca prisutna u minimumu kontroliše prinos, određuje njegovu veličinu i stabilnost tokom vremena. U modernoj interpretaciji J. Liebigov zakon zvuči ovako: izdržljivost organizma određena je najslabijem karikom u lancu njegovih ekoloških potreba, odnosno faktor sredine koji ograničava životne mogućnosti je čija je količina bliska minimum i dalje smanjenje koje dovodi do smrti organizma ili uništavanja ekosistema.

Zakon minimuma vrijedi ne samo za biljke, već i za sve žive organizme, uključujući i ljude.

Nakon toga je proširen koncept ograničavajućih faktora. Koncept da, uz minimum, maksimum može biti i ograničavajući faktor uveo je 1913. godine američki zoolog V. Shelford. Pokazao je da supstanca ili bilo koji drugi faktor prisutan ne samo u minimumu, već iu višku u odnosu na nivo koji je potreban organizmu, može dovesti do neželjenih posljedica po organizam. Naknadno je formuliran zakon tolerancije ili Shelfordov zakon ograničavajućeg faktora: ograničavajući faktor u životu organizma (vrste) može biti minimalni ili maksimalni uticaj na životnu sredinu, raspon između kojeg određuje količinu izdržljivosti i tolerancija organizma na ovaj faktor. Smisao zakona je očigledan: grubo govoreći, loše je i nedovoljno i previše hraniti.

Princip ograničavajućih faktora važi za sve vrste živih organizama – biljke, životinje, mikroorganizme. Odnosi se i na abiotičke i na biotičke faktore.

Kada se tijelo stavi u nove uslove, nakon nekog vremena se navikne i prilagodi im. Posljedica toga je promjena fiziološkog optimuma, odnosno pomak u kupoli krivulje tolerancije. Takve promjene se nazivaju adaptacija.

Adaptacija je prilagođavanje organizama njihovom okruženju. Sposobnost prilagođavanja jedno je od glavnih svojstava života općenito, osiguravajući mogućnost njegovog postojanja, odnosno sposobnost organizama da prežive i razmnožavaju se.

Pojedinci koji su iz nekog razloga izgubili sposobnost prilagođavanja, u uslovima promene režima faktora sredine, osuđeni su na eliminaciju, odnosno na izumiranje.

Oblici adaptacije organizama na životnu sredinu:

Morfološka adaptacija je adaptacija koja se manifestira u promjeni oblika ili strukture organizma. Na primjer, tvrdi oklop kornjača, koji pruža zaštitu od grabežljivaca; prilagođavanje kaktusa ili drugih sukulenta za preživljavanje u uslovima visokih temperatura i nedostatka vlage itd.

Fiziološka adaptacija je adaptacija povezana s hemijskim procesima u tijelu. Na primjer, miris cvijeta može poslužiti za privlačenje insekata i pomoć pri oprašivanju biljaka. Stanovnici suhih pustinja u stanju su da regulišu potrebu za vlagom putem biohemijske oksidacije masti. Biohemijski proces fotosinteze u biljkama odražava njihovu sposobnost stvaranja organske tvari iz inertne tvari.

Adaptacija ponašanja je adaptacija povezana s određenim aspektom života životinje (stvaranje skloništa, kretanje prema povoljnijim temperaturnim uvjetima, odabir mjesta s optimalnom vlažnošću ili svjetlošću itd.). Mnoge beskičmenjake karakteriše selektivan odnos prema svetlosti, koji se manifestuje u prilazima ili udaljenostima od izvora (taksi). Poznata su dnevna i sezonska kretanja sisara i ptica, uključujući migracije i letove, kao i interkontinentalna kretanja riba. Adaptivno ponašanje se može manifestirati kod grabežljivaca tijekom lova (praćenje i progon plijena) i kod njihovih žrtava (skrivanje, zbunjivanje traga). Ponašanje životinja tokom sezone parenja i tokom hranjenja potomstva je izuzetno specifično.

Najjednostavniji oblik adaptacije je aklimatizacija- Ovo je adaptacija da izdrži toplotu ili hladnoću.

Temperatura je najvažniji klimatski faktor. Svaki organizam je sposoban živjeti u određenom temperaturnom rasponu. Temperaturni raspon u kojem život može postojati je približno 300 o C: od –200 do +100 o C. Ali većina vrsta i većina aktivnosti ograničeni su na još uži temperaturni raspon (0–50 ºC). Određene vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se na temperaturama blizu točke ključanja. Gornja granica za bakterije vrela je +88 o C, a za najotpornije ribe i insekte oko +50 o C.

Temperatura utiče na anatomske i morfološke karakteristike organizama (Bergmanovo pravilo, Allenovo pravilo), tok fizioloških procesa, njihov rast, razvoj, ponašanje, au mnogim slučajevima određuje i geografski raspored biljaka i životinja. Na osnovu fizioloških procesa, mnogi organizmi su u stanju da mijenjaju svoju tjelesnu temperaturu u određenim granicama. Ova sposobnost se naziva termoregulacija.

Bergmanovo pravilo: Unutar vrste ili prilično homogene grupe blisko srodnih vrsta, životinje (toplokrvne) veće tjelesne veličine nalaze se u hladnijim područjima (potvrđeno kod kičmenjaka, od kojih su 75-90% ptice, u 50% slučajeva).

Ovaj obrazac se objašnjava termoregulacijom: proizvodnja toplote je proporcionalna zapremini tela, a prenos toplote je proporcionalan njegovoj površini. Specifična površina tijela (omjer površine i zapremine) je manja kod velikih životinja. Stoga je na sjeveru korisno biti velik kako bi se proizvelo više topline, a manje je odavalo, a na jugu je korisno biti mali.

Allenovo pravilo: izbočeni dijelovi tijela toplokrvnih životinja (udovi, rep, uši itd.) relativno se povećavaju kako se kreću od sjevera prema jugu unutar raspona jedne vrste.

Glogerovo pravilo: Životinjske vrste koje žive u hladnim, vlažnim područjima imaju intenzivniju pigmentaciju tijela (obično crnu ili tamno smeđu) od onih koje žive u toplim, suhim područjima, što im omogućava da se akumuliraju dovoljna količina toplota.

Ova pravila se često nazivaju zakonima koji regulišu adaptaciju sisara.

U odnosu na temperaturu životinje se dijele u dvije grupe: poikilotermne i homeotermne.

Poikilotermniživotinje (od gr. poikilos - različit, promenljiv i therme - toplota) su hladnokrvne životinje sa nestabilnom unutrašnjom temperaturom tela, koja varira u zavisnosti od temperature spoljašnje sredine. Odlikuje ih niska brzina metabolizma i odsustvo mehanizma očuvanja topline. Životinje više ovise o toplini koja dolazi izvana nego o toplini koja se stvara u metaboličkim procesima.

Poikilotermne životinje uključuju sve beskičmenjake i gmizavce, osim ptica i sisara. Tjelesna temperatura ovih životinja je obično samo 1-2 o iznad temperature okruženje ili jednako tome. Povećava se pod uticajem apsorpcije sunčeve toplote (zmija, gušter) ili rad mišića(leteći insekti, brzoplivajuće ribe). Kada se temperatura vanjskog okruženja poveća ili smanji iznad optimalne, ove životinje padaju u omamljenost ili umiru. Spore i sjemenke biljaka, a među životinjama - cilijati, rotiferi, stjenice, grinje, itd. - mogu ostati u stanju suspendirane animacije dugi niz godina - stanju u kojem je metabolizam naglo smanjen i nema vidljivih manifestacija života.

Homeotermne životinje(od gr. homoios - sličan i therme - toplota) - toplokrvne životinje koje održavaju svoju unutrašnju tjelesnu temperaturu na relativno konstantnom nivou, bez obzira na temperaturu okoline.

To uključuje ptice i sisare. Fizički mehanizmi termoregulacije obuhvataju toplotnoizolacione pokrivače (krzno, perje, masni sloj), aktivnost znojnih žlezda i isparavanje vlage tokom disanja. Ove životinje podnose nepovoljne uvjete korištenjem skloništa, pa su manje zavisne od okoline. U periodima prekomjernog porasta temperature u pustinjskim uvjetima, životinje su se prilagodile da izdrže vrućinu tako što su odšle u ljetnu hibernaciju ili se zakopale u pijesak (glodari). Biljke pustinja i polupustinja u proleće su veoma kratkoročno Završavaju sezonu rasta i, nakon što sjemenke sazriju, opadaju lišće, ulazeći u fazu mirovanja (lale, itd.).

Neke ptice (kolibri, striži) i mnogi sisari (šišmiši, mali glodari, tobolčari, ježevi, medvjedi) su heterotermne životinje. Zauzimaju srednju poziciju između poikilotermnih i homeotermnih životinja. Njihova tjelesna temperatura u aktivnom stanju održava se relativno visokom i konstantnom, au neaktivnom se malo razlikuje od vanjske. Tokom hibernacije ili dubokog sna, brzina metabolizma opada i tjelesna temperatura je samo malo viša od temperature okoline.

Prethodno

Jedinstveni uslovi svakog životnog okruženja odredili su jedinstvenost živih organizama. U procesu evolucije svi organizmi su razvili specifične, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge adaptacije na život u svom životnom okruženju i na različite posebne uslove.

Prilagodba organizama na njihovu okolinu naziva se adaptacija. Razvija se pod uticajem tri glavna faktora - varijabilnost, nasljednost i prirodna (vještačka) izbor . Na svom istorijskom i evolucionom putu, organizmi su se prilagođavali periodičnim primarnim i sekundarnim faktorima.

Periodični primarni faktori su oni koji su postojali prije pojave života (temperatura, svjetlost, plima itd.). Adaptacija na ove faktore je najsavršenija. Periodični sekundarni faktori su posljedica promjena primarnih (vlažnost zraka, ovisno o temperaturi; biljna hrana, ovisno o cikličnosti i razvoju biljaka itd.) normalnim uslovima U staništu bi trebali biti prisutni samo periodični faktori, a neperiodični faktori bi trebali biti odsutni.

Neperiodični faktori imaju katastrofalan učinak, uzrokujući bolest ili čak smrt živih organizama. Čovjek, kako bi uništio za njega štetne organizme, na primjer, insekte, uvodi neperiodične faktore - pesticide.

Glavne metode adaptacije:

- aktivni put (otpor)- jačanje otpornosti, aktiviranje procesa koji omogućavaju realizaciju svih fizioloških funkcija. Na primjer: održavanje određene tjelesne temperature toplokrvnih životinja.

- pasivni put (podnošenje)- podređenost vitalnih funkcija organizma promjenama faktora okoline. Karakteristična je za sve biljke i hladnokrvne životinje i izražava se u sporijem rastu i razvoju, što omogućava ekonomičnije korišćenje resursa.

Kod toplokrvnih životinja (sisara i ptica) pasivne adaptacije u nepovoljnim periodima koriste vrste koje padaju u omamljenost, hibernaciju i zimski san.

- izbjegavanje štetnih utjecaja (izbjegavanje)- razvoj takvih životni ciklusi, u kojoj se najranjivije faze razvoja završavaju u najpovoljnijim periodima godine.

Kod životinja - oblici ponašanja: kretanje životinja na mjesta sa povoljnijim temperaturama (letovi, migracije); promjena vremena aktivnosti (hibernacija zimi, noćno ponašanje u pustinji); izolacija skloništa, gnijezda puhom, suhim lišćem, produbljivanje rupa i sl.;

Kod biljaka – promjene u procesima rasta; Na primjer, patuljastost biljaka tundre pomaže u korištenju topline prizemnog sloja.

Sposobnost organizama da prežive nepovoljna vremena (promene temperature, nedostatak vlage, itd.) u stanju u kojem se metabolizam naglo smanjuje i nema vidljivih manifestacija života naziva se anabioza,(sjeme, spore bakterija, beskičmenjaci, vodozemci, itd.)

Raspon prilagođavanja vrste na raznim uslovima okruženje karakteriše ekološka valencija(plastičnost) (sl. 3).

Ekološki neplastični, tj. niske otporne vrste se nazivaju stenobiont(stenos – uzak) – pastrmka, dubokomorska riba, polarni medvjed.

Izdržljiviji - eurybiont(eurus – širok) – vuk, Mrki medvjed, trska.

Osim toga, iako su vrste općenito prilagođene da žive u određenom rasponu uvjeta, postoje mjesta unutar raspona vrste koja imaju različite uvjete okoline. Populacije se dijele na ekotipovi(podpopulacije).

Ekotip je skup organizama bilo koje vrste koji imaju izražena svojstva adaptacije na svoje stanište.

Ekotipovi biljaka razlikuju se po godišnjim ciklusima rasta, periodima cvjetanja, vanjskim i drugim karakteristikama.

Kod životinja, na primjer ovaca, razlikuju se 4 ekotipa:

engleske mesne i mesno-vunene rase (sjeverozapadna Evropa);

komvan i merino (mediteranski);

Debelorepe i debelorepe (stepe, pustinje, polupustinje);

Kratkorepi (šumska zona Evrope i sjevernih regija)

Upotreba ekotipova biljaka i životinja može imati važnu ulogu u razvoju ratarske i stočarske proizvodnje, posebno u ekološkoj opravdanosti zoniranja sorti i rasa u regijama sa raznolikim prirodnim i klimatskim uslovima.

3. Koncept “životnog oblika” i “ekološke niše”

Organizmi i okolina u kojoj žive u stalnoj su interakciji. Rezultat je zapanjujuća korespondencija između dva sistema: organizma i okoline. Ova korespondencija je adaptivne prirode. Među adaptacijama živih organizama najznačajniju ulogu imaju morfološke adaptacije. Promjene najviše pogađaju organe koji su u direktnom kontaktu sa vanjskom okolinom. Kao rezultat toga, konvergencija (zbližavanje) morfoloških (spoljašnjih) karaktera je uočena kod različitih vrsta. U isto vrijeme, unutrašnje strukturne karakteristike organizama i njihov opći strukturni plan ostaju nepromijenjeni.

Morfološki (morfofiziološki) tip prilagođavanja životinje ili biljke određenim uslovima života i određenom načinu života naziva se životni oblik organizma.

(Konvergencija je pojava sličnog spoljni znaci u različitim nepovezanim oblicima kao rezultat sličnog načina života).

Istovremeno, isti pogled u različitim uslovima mogu dobiti različite oblike života: na primjer, ariš i smreka na krajnjem sjeveru formiraju puzeće oblike.

Proučavanje životnih oblika započeo je A. Humboldt (1806). Poseban pravac u proučavanju životnih oblika pripada K. Raunkieru. Najpotpunija osnova za klasifikaciju životnih oblika biljnih organizama razvijena je u studijama I.G. Serebryakova.

Životinjski organizmi imaju različite oblike života. nažalost nema unificirani sistem, koji klasificira raznolikost životnih oblika životinja i ne postoji opći pristup njihovoj definiciji.

Koncept „životnog oblika“ usko je povezan sa konceptom „ekološke niše“. Koncept “ekološke niše” je u ekologiju uveo I. Grinnell (1917) kako bi se odredila uloga određene vrste u zajednici.

Ekološka niša- ovo je položaj vrste koji zauzima u sistemu zajednice, kompleks njenih veza i potreba za abiotičkim faktorima sredine.

Y. Odum (1975) figurativno je predstavio ekološku nišu kao “profesiju” organizma u sistemu vrsta kojem pripada, a njegovo stanište je “adresa” vrste. Značenje ekološke niše nam omogućava da odgovorimo na pitanja kako, gdje i čime se vrsta hrani, čiji je plijen, kako i gdje se odmara i razmnožava.

Na primjer, zelena biljka, učestvujući u formiranju zajednice, osigurava postojanje niza ekoloških niša:

1 – kornjaši; 2 – jedenje korenovog sekreta; 3 – lišćari; 4 – kornjaši; 5 – voće; 6 – sjemenjaci; 7 – cvjetne bube; 8 – žderači polena; 9 – studenti; 10 – pupoljci.

Istovremeno, iste vrste mogu zauzimati različite ekološke niše tokom različitih perioda razvoja. Na primjer, punoglavac se hrani biljnom hranom, odrasla žaba je tipičan plodožder, pa ih karakteriziraju različite ekološke niše.

Nema 2 razne vrste, koje zauzimaju iste ekološke niše, ali postoje blisko srodne vrste, često toliko slične da im je potrebna ista niša. U ovom slučaju dolazi do oštre međuvrsne konkurencije za prostor, hranu, hranljive materije itd. Rezultat međuvrsnog nadmetanja može biti ili međusobna adaptacija 2 vrste, ili se populacija jedne vrste zamijeni populacijom druge vrste, a prva je prisiljena preseliti se na drugo mjesto ili preći na drugu hranu. Fenomen ekološkog odvajanja blisko srodnih (ili sličnih po drugim karakteristikama) vrsta naziva se princip kompetitivne isključenosti ili Gause princip(u čast ruskog naučnika Gausea, koji je eksperimentalno dokazao njegovo postojanje 1934.)

Uvođenje populacije u nove zajednice moguće je samo ako postoje odgovarajući uslovi i mogućnost da se zauzme odgovarajuća ekološka niša. Svjesno ili nevoljno unošenje novih populacija u slobodnu ekološku nišu, bez uzimanja u obzir svih karakteristika postojanja, često dovodi do brzog razmnožavanja, raseljavanja ili uništavanja drugih vrsta i narušavanja ekološke ravnoteže. Primjer štetne posljedice umjetno premještanje organizama su Colorado beetle- najopasnija štetočina krompira. Njegova domovina je Sjeverna Amerika. Početkom 20. vijeka. donešen je sa krompirom u Francusku. Sada naseljava cijelu Evropu. Veoma je plodan, lako se kreće, ima malo prirodnih neprijatelja, uništava i do 40% useva.

Faktori okoline je kompleks uslova životne sredine koji utiču na žive organizme. Razlikovati neživih faktora— abiotički (klimatski, edafski, orografski, hidrografski, hemijski, pirogeni), faktori divljih životinja— biotički (fitogeni i zoogeni) i antropogeni faktori (uticaj ljudske aktivnosti). Ograničavajući faktori uključuju sve faktore koji ograničavaju rast i razvoj organizama. Prilagodba organizma na okolinu naziva se adaptacija. Izgled organizma, što odražava njegovu prilagodljivost uslovima okoline, naziva se životni oblik.

Pojam faktora okoline, njihova klasifikacija

Pojedinačne komponente životne sredine koje utiču na žive organizme, na koje oni reaguju adaptivnim reakcijama (adaptacijama), nazivaju se faktori sredine, odnosno ekološki faktori. Drugim riječima, kompleks uslova okoline koji utiču na život organizama naziva se faktori životne sredine.

Svi faktori okoline podijeljeni su u grupe:

1. obuhvataju komponente i pojave nežive prirode koje direktno ili indirektno utiču na žive organizme. Među brojnim abiotičkim faktorima, glavnu ulogu imaju:

  • klimatski(Sunčevo zračenje, svjetlosni i svjetlosni režim, temperatura, vlažnost, padavine, vjetar, Atmosferski pritisak i sl.);
  • edafski(mehanička građa i hemijski sastav zemljišta, kapacitet vlage, vodni, vazdušni i toplotni režim zemljišta, kiselost, vlažnost, sastav gasa, nivo podzemne vode i sl.);
  • orografski(reljef, ekspozicija padina, strmina padina, visinska razlika, nadmorska visina);
  • hidrografski(prozirnost vode, fluidnost, protok, temperatura, kiselost, sastav gasa, sadržaj minerala i organska materija i sl.);
  • hemijski(gasni sastav atmosfere, slani sastav vode);
  • pirogena(izloženost vatri).

2. - ukupnost odnosa između živih organizama, kao i njihovih međusobnih uticaja na stanište. Utjecaj biotičkih faktora može biti ne samo direktan, već i indirektan, izražen u prilagođavanju abiotskih faktora (npr. promjene u sastavu tla, mikroklima pod krošnjama šume i sl.). Biotički faktori uključuju:

  • fitogen(uticaj biljaka jednih na druge i na okolinu);
  • zoogena(uticaj životinja jednih na druge i na okolinu).

3. odražavaju intenzivan uticaj ljudi (direktno) ili ljudskih aktivnosti (indirektno) na životnu sredinu i žive organizme. Takvi faktori uključuju sve oblike ljudske djelatnosti i ljudskog društva koji dovode do promjena u prirodi kao staništu drugih vrsta i direktno utiču na njihove živote. Svaki živi organizam je pod utjecajem nežive prirode, organizama drugih vrsta, uključujući ljude, a zauzvrat ima utjecaj na svaku od ovih komponenti.

Utjecaj antropogenih faktora u prirodi može biti svjestan, slučajan ili nesvjestan. Čovjek, orući netaknute i ugare, stvara poljoprivredno zemljište, uzgaja visokoproduktivne oblike otporne na bolesti, širi neke vrste, a druge uništava. Ovi uticaji (svjesni) su često negativan karakter na primjer, nepromišljeno preseljavanje mnogih životinja, biljaka, mikroorganizama, grabežljivo uništavanje niza vrsta, zagađenje okoliša itd.

Biotički faktori životne sredine manifestuju se kroz odnose organizama koji pripadaju istoj zajednici. U prirodi su mnoge vrste usko povezane, a njihovi međusobni odnosi kao komponenti životne sredine mogu biti izuzetno složeni. Što se tiče veza između zajednice i okolne neorganske sredine, one su uvijek dvosmjerne, recipročne. Dakle, priroda šume zavisi od odgovarajućeg tipa tla, ali samo tlo u velikoj meri nastaje pod uticajem šume. Slično, temperatura, vlažnost i svjetlost u šumi su određeni vegetacijom, ali preovlađujući klimatski uslovi zauzvrat utiču na zajednicu organizama koji žive u šumi.

Uticaj faktora okoline na organizam

Uticaj životne sredine organizmi percipiraju kroz faktore sredine tzv životne sredine. Treba napomenuti da je faktor životne sredine samo promenljivi element okruženja, izazivajući u organizmima, kada se ponovo promijeni, adaptivne ekološke i fiziološke reakcije koje su nasljedno fiksirane u procesu evolucije. Dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene (slika 1).

Oni imenuju čitav skup faktora u neorganskom okruženju koji utiču na život i rasprostranjenost životinja i biljaka. Među njima su: fizički, hemijski i edafski.

Fizički faktori - oni čiji je izvor fizičko stanje ili fenomen (mehanički, talasni, itd.). Na primjer, temperatura.

Hemijski faktori- one iz kojih dolaze hemijski sastav okruženje. Na primjer, salinitet vode, sadržaj kisika itd.

Edafski (ili zemljišni) faktori su kombinacija hemijskih, fizičkih i mehanička svojstva tla i stijene, utičući i na organizme kojima su staništa i na korijenski sistem biljke. Na primjer, utjecaj nutrijenata, vlažnosti, strukture tla, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.

Rice. 1. Šema uticaja staništa (sredine) na organizam

— faktori ljudske aktivnosti koji utiču na životnu sredinu prirodno okruženje(i hidrosfere, erozija tla, uništavanje šuma, itd.).

Ograničavajući (ograničavajući) faktori okoline To su faktori koji ograničavaju razvoj organizama zbog nedostatka ili viška nutrijenata u odnosu na potrebu (optimalni sadržaj).

Dakle, kada se biljke uzgajaju na različitim temperaturama, tačka u kojoj se javlja maksimalni rast će biti optimalno. Naziva se cijeli temperaturni raspon, od minimalne do maksimuma, pri kojem je rast još moguć raspon stabilnosti (izdržljivosti), ili tolerancije. Tačke koje ga ograničavaju, tj. maksimalne i minimalne temperature pogodne za život su granice stabilnosti. Između optimalne zone i granice stabilnosti, kako se približava ovoj drugoj, biljka doživljava sve veći stres, tj. mi pričamo o tome o zonama stresa, ili zonama ugnjetavanja, unutar opsega stabilnosti (slika 2). Kako se krećete sve dalje i gore na skali od optimalnog, ne samo da se stres pojačava, već kada se dosegnu granice otpora tijela, dolazi do njegove smrti.

Rice. 2. Zavisnost djelovanja okolišnog faktora od njegovog intenziteta

Dakle, za svaku vrstu biljke ili životinje postoji optimum, stresne zone i granice stabilnosti (ili izdržljivosti) u odnosu na svaki faktor životne sredine. Kada je faktor blizu granica izdržljivosti, organizam obično može postojati samo kratko. U užem spektru uslova moguće je dugoročno postojanje i rast jedinki. U još užem rasponu dolazi do razmnožavanja, a vrsta može postojati neograničeno. Tipično, negdje u sredini raspona otpornosti postoje uvjeti koji su najpovoljniji za život, rast i reprodukciju. Ovi uslovi se nazivaju optimalnim, u kojima su jedinke date vrste najpogodnije, tj. napusti najveći broj potomci. U praksi je teško identifikovati ovakva stanja, pa se optimum obično određuje individualnim vitalnim znacima (stopa rasta, stopa preživljavanja, itd.).

Adaptacija sastoji se u prilagođavanju organizma uslovima sredine.

Sposobnost prilagođavanja jedno je od glavnih svojstava života općenito, osiguravajući mogućnost njegovog postojanja, sposobnost organizama da prežive i razmnožavaju se. Adaptacije se pojavljuju na različitim nivoima- od biohemije ćelija i ponašanja pojedinačnih organizama do strukture i funkcionisanja zajednica i ekoloških sistema. Sve adaptacije organizama na postojanje u različitim uslovima su se istorijski razvijale. Kao rezultat toga, formirane su grupe biljaka i životinja koje su specifične za svaku geografsku zonu.

Adaptacije mogu biti morfološki, kada se struktura organizma mijenja dok se ne formira nova vrsta, i fiziološki, kada dođe do promjena u funkcionisanju organizma. Usko povezano sa morfološkim adaptacijama je adaptivna obojenost životinja, sposobnost da se ona mijenja ovisno o svjetlosti (iverak, kameleon, itd.).

Nadaleko poznati primjeri fiziološke adaptacije su zimska hibernacija životinja, sezonske migracije ptica.

Veoma su važne za organizme adaptacije ponašanja. Na primjer, instinktivno ponašanje određuje djelovanje insekata i nižih kralježnjaka: riba, vodozemaca, gmizavaca, ptica itd. Ovo ponašanje je genetski programirano i naslijeđeno (urođeno ponašanje). To uključuje: način izgradnje gnijezda kod ptica, parenje, podizanje potomstva itd.

Postoji i stečena komanda koju je pojedinac primio tokom svog života. Obrazovanje(ili učenje) - glavni način prenošenje stečenog ponašanja s jedne generacije na drugu.

Sposobnost pojedinca da upravlja svojim kognitivnim sposobnostima da preživi neočekivane promjene u svom okruženju je inteligencija. Uloga učenja i inteligencije u ponašanju se povećava sa poboljšanjem nervnog sistema – povećanjem moždane kore. Za ljude, ovo je mehanizam koji određuje evoluciju. Sposobnost vrsta da se prilagode određenom nizu faktora okoline označava se konceptom ekološka mistika vrste.

Kombinovani uticaj faktora okoline na organizam

Faktori okoline obično ne djeluju jedan po jedan, već na složen način. Efekat jednog faktora zavisi od jačine uticaja drugih. Kombinacija različitih faktora ima primetan uticaj na optimalne uslove života organizma (vidi sliku 2). Djelovanje jednog faktora ne zamjenjuje djelovanje drugog. Međutim, kod kompleksnog uticaja okoline često se može uočiti „efekat supstitucije“, koji se manifestuje u sličnosti rezultata uticaja različitih faktora. Dakle, svjetlost se ne može zamijeniti viškom topline ili obiljem ugljen-dioksid, ali utjecajem na promjene temperature moguće je zaustaviti, na primjer, fotosintezu biljaka.

U kompleksnom uticaju životne sredine, uticaj različitih faktora na organizme je nejednak. Mogu se podijeliti na glavne, prateće i sporedne. Vodeći faktori su različiti za različitih organizama, čak i ako žive na istom mestu. Ulogu vodećeg faktora u različitim fazama života organizma može igrati jedan ili drugi element okoline. Na primjer, u životu mnogih kultivisanih biljaka, kao što su žitarice, vodeći faktor u periodu nicanja je temperatura, u periodu glavice i cvatnje - vlažnost tla, a u periodu zrenja - količina hranljivih materija i vlažnost vazduha. Uloga vodećeg faktora može se promijeniti u različito doba godine.

Vodeći faktor može biti različit za iste vrste koje žive u različitim fizičkim i geografskim uslovima.

Koncept vodećih faktora ne treba miješati sa konceptom. Faktor čiji se nivo u kvalitativnom ili kvantitativnom smislu (manjak ili višak) ispostavi da je blizu granica izdržljivosti datog organizma, nazivaju ograničavajućim. Djelovanje ograničavajućeg faktora će se očitovati i u slučaju kada su drugi faktori okoline povoljni ili čak optimalni. I vodeći i sekundarni faktori okoline mogu djelovati kao ograničavajući faktori.

Koncept ograničavajućih faktora uveo je 1840. hemičar 10. Liebig. Proučavajući uticaj sadržaja različitih hemijskih elemenata u tlu na rast biljaka, on je formulisao princip: „Supstanca koja se nalazi u minimumu kontroliše prinos i određuje veličinu i stabilnost potonjeg tokom vremena.” Ovaj princip je poznat kao Liebigov zakon minimuma.

Ograničavajući faktor može biti ne samo nedostatak, kako je istakao Liebig, već i višak faktora kao što su, na primjer, toplina, svjetlost i voda. Kao što je ranije navedeno, organizme karakteriziraju ekološki minimumi i maksimumi. Raspon između ove dvije vrijednosti obično se naziva granicama stabilnosti ili tolerancije.

IN opšti pogledčitava složenost uticaja faktora okoline na organizam odražava se u V. Shelfordovom zakonu tolerancije: odsustvo ili nemogućnost prosperiteta determinisano je nedostatkom ili, obrnuto, viškom nekog od brojnih faktora, nivoom što može biti blizu granica koje toleriše dati organizam (1913). Ove dvije granice se nazivaju granice tolerancije.

Provedene su brojne studije o “ekologiji tolerancije”, zahvaljujući kojima su postale poznate granice postojanja mnogih biljaka i životinja. Takav primjer je djelovanje zagađivača zraka na ljudski organizam (slika 3).

Rice. 3. Uticaj zagađivača vazduha na ljudski organizam. Max - maksimalna vitalna aktivnost; Dodatna - dozvoljena vitalna aktivnost; Opt - optimalno (ne utiče vitalna aktivnost) koncentracija štetne materije; MPC je najveća dopuštena koncentracija tvari koja ne mijenja značajno vitalnu aktivnost; Godine - smrtonosna koncentracija

Koncentracija faktora utjecaja (štetne tvari) na Sl. 5.2 označeno je simbolom C. Pri vrijednostima koncentracije od C = C godina, osoba će umrijeti, ali će se na znatno nižim vrijednostima C = C MPC pojaviti nepovratne promjene u njegovom tijelu. Posljedično, raspon tolerancije je ograničen upravo vrijednošću C MPC = C granica. Dakle, Cmax se mora odrediti eksperimentalno za svaki zagađivač ili bilo koje štetno hemijsko jedinjenje i njegova Cmax ne smije biti prekoračena u određenom staništu (životnoj sredini).

U zaštiti životne sredine je važno gornje granice otpornosti tijela na štetne materije.

Dakle, stvarna koncentracija zagađivača C stvarna ne bi trebala prelaziti C maksimalno dozvoljenu koncentraciju (C fact ≤ C maksimalno dozvoljena vrijednost = C lim).

Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora (Clim) je u tome što ekologu daje polaznu tačku pri proučavanju složenih situacija. Ako je organizam karakteriziran širokim rasponom tolerancije na faktor koji je relativno konstantan, a prisutan je u okolišu u umjerenim količinama, onda je malo vjerovatno da će takav faktor biti ograničavajući. Naprotiv, ako se zna da određeni organizam ima uski raspon tolerancije na neki varijabilni faktor, onda je taj faktor taj koji zaslužuje pažljivo proučavanje, jer može biti ograničavajući.

Grandiozni izumi ljudskog uma nikada ne prestaju da zadivljuju, nema granica za maštu. Ali ono što je priroda stvarala vekovima prevazilazi najviše kreativne ideje i planove. Priroda je stvorila više od milion i pol vrsta živih jedinki, od kojih je svaka individualna i jedinstvena po svojim oblicima, fiziologiji i prilagodljivosti životu. Primjeri prilagođavanja organizama na stalno promjenjive životne uvjete na planeti primjeri su mudrosti tvorca i stalni izvor problema za rješavanje biologa.

Adaptacija znači prilagodljivost ili navikavanje. Ovo je proces postupne degeneracije fizioloških, morfoloških ili psiholoških funkcija bića u promijenjenom okruženju. Promjeni su podložni i pojedinci i čitave populacije.

Upečatljiv primjer direktne i indirektne adaptacije je opstanak flore i faune u zoni povećanog zračenja oko nuklearne elektrane u Černobilju. Direktna prilagodljivost je karakteristična za one jedinke koje su uspjele preživjeti, naviknuti se i početi razmnožavati, neke nisu preživjele test i umrle (indirektna adaptacija).

Budući da se uvjeti postojanja na Zemlji stalno mijenjaju, procesi evolucije i adaptacije u živoj prirodi su također kontinuirani proces.

Nedavni primjer adaptacije je promjena staništa kolonije zelenih meksičkih papagaja aratinga. Nedavno su promijenili uobičajeno stanište i nastanili se na samom ušću vulkana Masaya, u okruženju koje je stalno zasićeno visoko koncentriranim sumpornim plinom. Naučnici još nisu dali objašnjenje za ovaj fenomen.

Vrste adaptacije

Promjena cjelokupnog oblika postojanja organizma je funkcionalna adaptacija. Primjer adaptacije, kada promjena uvjeta dovodi do međusobnog prilagođavanja živih organizama jedni drugima, je korelativna adaptacija ili koadaptacija.

Adaptacija može biti pasivna, kada se funkcije ili struktura subjekta odvijaju bez njegovog sudjelovanja, ili aktivna, kada on svjesno mijenja svoje navike kako bi se prilagodio okruženju (primjeri prilagođavanja ljudi prirodnim uvjetima ili društvu). Postoje slučajevi kada subjekt prilagođava okolinu svojim potrebama – to je objektivna adaptacija.

Biolozi dijele tipove adaptacije prema tri kriterija:

  • Morfološki.
  • fiziološki.
  • Bihevioralni ili psihološki.

Rijetki su primjeri adaptacije životinja ili biljaka u njihovom čistom obliku.

Morfološke adaptacije: primjeri

Morfološke promjene su promjene oblika tijela, pojedinih organa ili cjelokupne strukture živog organizma do kojih je došlo tokom procesa evolucije.

Ispod su morfološke adaptacije, primjeri iz životinjskog i biljnog svijeta, koje smatramo samorazumljivim:

  • Degeneracija listova u bodlje kod kaktusa i drugih biljaka sušnih krajeva.
  • Oklop kornjače.
  • Pojednostavljeni oblici tijela stanovnika akumulacija.

Fiziološke adaptacije: primjeri

Fiziološka adaptacija je promjena u nizu kemijskih procesa koji se odvijaju unutar tijela.

  • Oslobađanje jakog mirisa od strane cvijeća za privlačenje insekata doprinosi prašini.
  • Stanje suspendirane animacije u koje jednostavni organizmi mogu ući omogućava im da održe vitalnu aktivnost nakon mnogo godina. Najstarija bakterija sposobna za reprodukciju stara je 250 godina.
  • Akumulacija potkožne masti, koja se pretvara u vodu, kod deva.

Bihevioralne (psihološke) adaptacije

Primjeri ljudske adaptacije više se odnose na psihološki faktor. Karakteristike ponašanja su zajedničke flori i fauni. Dakle, u procesu evolucije, promjena temperaturni režim uzrokuje da neke životinje hiberniraju, ptice da lete na jug da bi se vratile u proljeće, drveće da odbaci lišće i usporava kretanje soka. Instinkt za odabirom najpogodnijeg partnera za razmnožavanje pokreće ponašanje životinja tokom sezone parenja. Neke sjeverne žabe i kornjače se potpuno smrzavaju tokom zime, a otapaju se i oživljavaju kada vrijeme postane toplije.

Faktori koji pokreću potrebu za promjenom

Svaki proces adaptacije je odgovor na faktore okoline koji dovode do promjena u okolini. Takvi faktori se dijele na biotičke, abiotičke i antropogene.

Biotički faktori su uticaj živih organizama jednih na druge, kada, na primjer, jedna vrsta nestane, što služi kao hrana drugoj.

Abiotički faktori su promjene u životnoj sredini nežive prirode kada se klima, sastav tla, dostupnost vode i ciklusi solarne aktivnosti mijenjaju. Fiziološke adaptacije, primjeri utjecaja abiotskih faktora - ekvatorijalne ribe koje mogu disati i u vodi i na kopnu. Dobro su se prilagodili uslovima u kojima je isušivanje rijeka uobičajena pojava.

Antropogeni faktori su uticaj ljudske aktivnosti koji menja životnu sredinu.

Prilagođavanja okolini

  • Iluminacija. Kod biljaka su to zasebne grupe koje se razlikuju po potrebi za sunčevom svjetlošću. Heliofiti koji vole svjetlost dobro žive na otvorenim prostorima. Za razliku od njih su sciofiti: biljke šumskih šikara koje se dobro osjećaju na zasjenjenim mjestima. Među životinjama postoje i jedinke koje su dizajnirane za aktivan životni stil noću ili pod zemljom.
  • Temperatura zraka. U prosjeku, za sva živa bića, uključujući i čovjeka, smatra se da je optimalna temperatura okruženja od 0 do 50 o C. Međutim, život postoji u gotovo svim klimatskim područjima Zemlje.

U nastavku su opisani kontrastni primjeri prilagođavanja na abnormalne temperature.

Arktičke ribe se ne smrzavaju zahvaljujući proizvodnji jedinstvenog proteina antifriza u krvi, koji sprječava zamrzavanje krvi.

Najjednostavniji mikroorganizmi pronađeni su u hidrotermalnim otvorima, gdje temperatura vode prelazi stepene ključanja.

Biljke hidrofita, odnosno one koje žive u vodi ili blizu nje, umiru i uz blagi gubitak vlage. Kserofiti su, naprotiv, prilagođeni da žive u sušnim krajevima i umiru u visokoj vlažnosti. Među životinjama, priroda je također radila na prilagođavanju vodenom i nevodenom okruženju.

Ljudska adaptacija

Čovjekova sposobnost prilagođavanja je zaista ogromna. Tajne ljudskog razmišljanja daleko su od potpunog razotkrivanja, a tajne adaptivnih sposobnosti ljudi će još dugo ostati misteriozna tema za naučnike. Superiornost Homo sapiensa nad ostalim živim bićima leži u sposobnosti da svjesno mijenjaju svoje ponašanje kako bi odgovaralo zahtjevima okoline ili, obrnuto, svijeta oko sebe kako bi odgovarao njihovim potrebama.

Fleksibilnost ljudskog ponašanja se manifestira svaki dan. Ako date zadatak: „navedite primjere prilagođavanja ljudi“, većina se počinje sjećati izuzetnih slučajeva preživljavanja u ovim rijetkim slučajevima, a u novim okolnostima to je tipično za čovjeka svaki dan. Okušavamo se u novom okruženju u trenutku rođenja, u vrtić, školu, u timu, prilikom preseljenja u drugu državu. To je stanje prihvatanja novih senzacija od strane tijela koje se zove stres. Stres je psihološki faktor, ali se pod njegovim utjecajem mijenjaju mnoge fiziološke funkcije. U slučaju kada osoba prihvati novu sredinu kao pozitivnu za sebe, novo stanje postaje uobičajeno, inače stres prijeti da se produži i dovede do niza teških bolesti.

Ljudski mehanizmi suočavanja

Postoje tri tipa ljudske adaptacije:

  • fiziološki. Najjednostavniji primjeri su aklimatizacija i prilagođavanje promjenama vremenskih zona ili svakodnevnih radnih obrazaca. U procesu evolucije oni su se formirali Razne vrste ljudi, u zavisnosti od njihovog teritorijalnog mjesta stanovanja. Arktički, alpski, kontinentalni, pustinjski, ekvatorijalni tipovi značajno se razlikuju u fiziološkim pokazateljima.
  • Psihološka adaptacija. To je sposobnost osobe da pronađe trenutke razumijevanja sa ljudima različitih psihotipova, u zemlji sa drugačijim nivoom mentaliteta. Homo sapiens ima tendenciju da mijenja svoje ustaljene stereotipe pod utjecajem novih informacija, posebnih prilika i stresa.
  • Socijalna adaptacija. Vrsta zavisnosti koja je jedinstvena za ljude.

Svi adaptivni tipovi su usko povezani jedni s drugima, svaka promjena u uobičajenom postojanju izaziva kod osobe potrebu za socijalnom i psihičkom adaptacijom. Pod njihovim uticajem stupaju na snagu mehanizmi fizioloških promena koje se takođe prilagođavaju novim uslovima.

Ova mobilizacija svih tjelesnih reakcija naziva se adaptacijski sindrom. Nove reakcije organizma javljaju se kao odgovor na nagle promjene u okolini. U prvoj fazi – anksioznosti – dolazi do promjene fizioloških funkcija, promjena u funkcionisanju metabolizma i sistema. Zatim se aktiviraju zaštitne funkcije i organi (uključujući mozak) koji počinju uključivati ​​svoje zaštitne funkcije i skrivene mogućnosti. Treća faza adaptacije zavisi od individualne karakteristike: osoba ili uključeno u novi zivot i vraća se u normalu (u medicini u tom periodu dolazi do oporavka), ili tijelo ne prihvata stres, a posljedice poprimaju negativan oblik.

Fenomeni ljudskog tijela

Osoba ima ogromnu rezervu sigurnosti svojstvenu prirodi, koja se u svakodnevnom životu koristi samo u maloj mjeri. Pojavljuje se u ekstremne situacije i doživljava se kao čudo. U stvari, čudo leži u nama. Primjer adaptacije: sposobnost ljudi da se prilagode normalnom životu nakon uklanjanja značajnog dijela njihovih unutrašnjih organa.

Prirodni urođeni imunitet tokom života može biti ojačan brojnim faktorima ili, obrnuto, oslabljen zbog pogrešnog načina života. Nažalost, strast loše navike- To je i razlika između ljudi i drugih živih organizama.

Adaptacije u različitim sredinama. U zavisnosti od aspekata adaptacionog okruženja, oni se razlikuju. Svaki rezultat prirodne selekcije povezan je s jednom ili drugom promjenom u biotičkom okruženju, koja, u skladu sa nivoima organizacije živih bića

(vidi Poglavlje 4) mogu se podijeliti na genotipske, ontogenetske, populacijsko-vrste i biocenotske. Podjele okruženja također se razlikuju po specifičnim adaptacijama.

Genotipsko okruženje karakteriše integritet genotipa pojedinca i međusobna interakcija gena. Integritet genotipa određuje karakteristike dominacije gena i razvoj koadaptacija. Na molekularnom nivou susrećemo se sa finom adaptivnom organizacijom strukture i interakcije molekula koja osigurava efikasnu reprodukciju i samokonstruisanje biopolimera. Postavlja se pitanje: da li su sve strukturne karakteristike biopolimera prilagodljive? Sa stanovišta genetskog kodiranja, jasno je da nije sve, jer postoji fenomen degeneracije genetski kod(vidi dalje Poglavlje 20, Odjeljak 1). Međutim, treba li prepoznati samo funkcije genetskog kodiranja za pojave na molekularnom nivou organizacije života? Ne znamo li premalo da bismo sa sigurnošću mogli govoriti o odsustvu drugih funkcija kodona, recimo UCA i UCC, koji kodiraju istu aminokiselinu iz serije?

Na ćelijskom nivou istraživanja otkrivamo brojne organele složene strukture i višestrukih funkcija koje određuju nesmetan metabolizam ćelije i njeno funkcionisanje u celini.

Adaptacije na nivou individue povezane su sa ontogenezom - procesima realizacije naslednih informacija, uređenih u vremenu i prostoru, naslednom implementacijom morfogeneze. Ovdje, kao i na drugim nivoima, nailazimo na koadaptacije – međusobne adaptacije. Na primjer, lopatica i karlična kost su pokretno zglobljene sa glavom humerusa i femura. Kosti, koje su pokretno vezane jedna za drugu, međusobno se prilagođavaju kako bi osigurale normalno funkcioniranje. Koadaptacija se zasniva na različitim korelacijama koje regulišu ontogenetsku diferencijaciju.

Na ontogenetskom nivou, složene adaptacije fiziološke i biohemijske prirode su raznolike. U uslovima povišene temperature i nedostatka vode, normalizacija biljnog života postiže se akumulacijom osmotski aktivnih materija u ćelijama i zatvaranjem stomata. Štetno djelovanje soli na visoko zaslanjeno tlo može se donekle neutralizirati akumulacijom specifičnih proteina, povećanom sintezom organskih kiselina itd.

Okruženje populacija-vrsta se manifestuje u interakciji jedinki unutar populacija i vrste u cjelini. Populaciono okruženje odgovara supraorganizmskim, populacijski specifičnim adaptacijama. Adaptacije populacijske vrste uključuju, na primjer, seksualni proces, heterozigotnost, mobilizacionu rezervu nasljedne varijabilnosti, određenu gustinu populacije, itd. Za označavanje niza posebnih intraspecifičnih adaptacija postoji termin "kongruencija" (S.A. Severtsov). Kongruencije su međusobne prilagodbe pojedinaca koje nastaju kao rezultat intraspecifičnih odnosa. One se izražavaju u podudarnosti strukture i funkcije organa majke i bebe, reproduktivnog aparata mužjaka i ženke, prisutnosti uređaja za pronalaženje jedinki suprotnog spola, signalnih sistema i podjele rada među jedinkama u stada, kolonije, porodice itd.

Načini interakcije vrsta u biogeocenozama su izuzetno raznoliki. Biljke utiču jedna na drugu kroz promene ne samo u uslovima osvetljenja i vlažnosti, već i oslobađanjem specijalne aktivne supstance, promovišući raseljavanje nekih i proliferaciju drugih vrsta (alelopatija).

Praktično je teško striktno razlikovati genotipsku, ontogenetsku, populacijsku i biocenotičku adaptaciju. Adaptacije vezane za jedno od okruženja „rade“ u drugim sredinama; sve adaptacije podliježu principu multifunkcionalnosti (vidi Poglavlje 16). To je razumljivo, budući da su različita evolucijska okruženja (genotipska, populacijska i biogeocenotska) usko i neraskidivo povezana: jedinke postoje samo u populacijama, populacije naseljavaju specifične cenoze. Sastav vrsta biocenoza, određujući prirodu međuvrsnih odnosa, utiče i na genotipsko i na populaciono okruženje. Djelovanje prirodne selekcije na populacije dovodi do promjena u biocenotičkom okruženju, mijenjajući prirodu međuvrsnih odnosa.

Skala adaptacija. Prema skali adaptacije, dijele se na specijalizirane, prikladne u uskim lokalnim uvjetima života vrste (na primjer, struktura jezika mravojeda u vezi s hranjenjem mravima, adaptacije kameleona na arborealni način života, itd.), i uopšteno, pogodno za širok spektar uslova sredine i karakteristično za velike taksone. Posljednja grupa uključuje, na primjer, velike promjene u cirkulaciji, respiratornom i nervni sistem kod kralježnjaka, mehanizmi fotosinteze i aerobnog disanja, reprodukcija sjemena i redukcija gametofita u višim biljkama, osiguravajući njihov prodor u nove adaptivne zone. U početku, opšte adaptacije nastaju kao specijalizovane, one će moći da dovedu određene vrste na put širokog adaptivnog zračenja, na put arogeneze (vidi poglavlje 15). Prospektivne opšte adaptacije obično ne utiču na jedan, već na mnoge organske sisteme.

Slično razlikama u evolucijskoj skali, adaptacije se mogu razlikovati i u ontogenetskoj skali (trajanje očuvanja u ontogenezi). Neke adaptacije u ontogenezi su od kratkoročnog značaja, dok druge traju duže. Neki su ograničeni na embrionalne faze razvoja (vidi poglavlje 14), drugi su ponavljajuće prirode (sezonske promjene boje kod životinja i biljaka, razne vrste modifikacija, itd.), treći su od stalne važnosti u životu pojedinca (struktura vitalnih sistema i organa). Proučavanje adaptacija koje se razlikuju po povezanosti s različitim fazama ontogeneze važno je za razumijevanje evolucije ontogeneze.