Адаптации организмов к факторам среды

Приспособление  организмов к факторам среды вызывается не только эволюционными перестройками, происходящими в биосфере. Часто  организмы используют естественную направленность, и периодичность  этих факторов для распределения  своих функций по времени и  программирования своих жизненных  циклов, чтобы наилучшим образом  использовать благоприятные условия. Благодаря взаимодействию между  организмами и естественному  отбору, все сообщество становится запрограммированным на разного рода природные ритмы. В этих случаях факторы среды выступают в роли своего рода синхронизаторов процессов в биосфере.

По  степени направленности действия факторы  среды обитания можно классифицировать следующим образом:

1) периодические факторы (суточные, годовые и т.п.);2) повторяющиеся  без строгой периодичности (наводнения, ураганы, землетрясения и т.п.);3) факторы однонаправленного действия (изменение климата, заболачивание  и т.п.);4) случайные и неопределенные  факторы, наиболее опасные для  организма, так как зачастую  встречаются впервые.

Наилучшим образом живым организмам удается  приспособиться к периодическим  и однонаправленным факторам, характеризующимся  определенностью действий, поэтому  поддающимся однозначной расшифровке. То есть требование надсистемы в этом случае вполне понятно.

Частным случаем таких адаптаций к  повторяющимся факторам является, например, фотопериодизм - это реакция организма  на длину светового дня в умеренных  и полярных зонах, которая воспринимается как сигнал для смены фаз развития или поведения организмов. Примерами  фотопериодизма являются такие явления, как листопад, линька животных, перелеты птиц и т.п. Применительно к растениям  выделяют обычно растения короткого  дня, существующие в южных широтах, где при длительном вегетационном  периоде день относительно короткий, и растения длинного дня, характерные для северных широт, где при коротком периоде вегетации день длиннее.

Другим  примером адаптации к периодичности  природных явлений может служить  суточная ритмика. Например, у животных при смене дня и ночи меняется интенсивность дыхания, частота  сердцебиений и т.д. К примеру, серые  крысы более лабильны по суточной ритмике, чем черные, поэтому они  легче осваивают новые территории, заселив уже практически весь земной шар.

Еще одним примером является сезонная активность. Это не обязательно смена времен года, но и смена, например, сезона дожей  и засухи и т.п.

Интересны также адаптации к приливно-отливной ритмике, которая связана как  с солнечными, так и лунными  сутками (24 ч. 50 мин.). Ежедневно приливы  и отливы смещаются на 50 мин. Сила приливов меняется в течение лунного  месяца (29,5 дней). При новолунии и  полнолунии приливы достигают максимума. Все эти особенности накладывают  отпечаток на поведение организмов литорали (приливно-отливной зоны). Например, отдельные рыбы откладывают икру на границе максимального прилива. К этому же периоду приурочен  выход мальков из икринок.

Многие  ритмические адаптации передаются по наследству даже при перемещениях животных из одной зоны в другую. В таких случаях может быть нарушен весь жизненный цикл организма. Например, страусы на Украине могут  откладывать яйца прямо на снег.

Механизмы приспособления к периодичности  процессов могут быть самыми неожиданными. Например, у некоторых насекомых  на фотопериодизме основан своего рода контроль рождаемости. Длинные дни в конце весны и начале лета вызывают в ганглии нервной цепочки образование нейрогормона, под влиянием которого появляются покоящиеся яйца, дающие личинки только следующей весной, сколь благоприятными бы ни были кормовые и другие условия. Таким образом, рост популяции сдерживается еще до того, как запасы пищи станут лимитирующим фактором.

Адаптация к факторам, повторяющимся без  строгой периодичности, формируется  гораздо сложнее. Тем не менее, чем более характерен данный фактор для природы (например, пожары, сильные бури, землетрясения), тем больше конкретных механизмов адаптаций находит для них жизнь. Например, в отличие от длины дня количество осадков в пустыне совершенно непредсказуемо, тем не менее, некоторые однолетние растения пустыни используют обычно этот факт в качестве регулятора. Их семена содержат ингибитор прорастания (ингибитор - вещество, тормозящее процессы), который вымывается только определенным количеством осадков, которого будет достаточно для полного жизненного цикла данного растения от прорастания семени до созревания новых семян.

По  отношению к лесным пожарам растения также выработали специальные адаптации. Многие виды растений вкладывают больше энергии в подземные запасающие органы и меньше - в органы размножения. Это так называемы “восстанавливающиеся” виды. “Гибнущие в зрелости” виды, наоборот, дают многочисленные семена, готовые прорасти сразу же после пожара. Некоторые из этих семян десятилетиями лежат в лесной подстилке не прорастая и не теряя всхожести.

Наиболее  опасны для живых организмов факторы  неопределенного действия. Природные  системы обладают способностью хорошо восстанавливаться после острых стрессов, типа пожаров и бурь. Более  того, многие растения даже нуждаются  в случайных стрессах, для поддержания  “жизненного тонуса”, повышающего  устойчивость существования. Но малозаметные хронические нарушения, особенно характерные  для антропогенного влияния на природу, дают слабые реакции, поэтому их трудно отследить, а самое главное трудно оценить их последствия. Поэтому  адаптации к ним формируются  крайне медленно, иногда, гораздо медленней, чем время накопления последствий  хронического стресса сверх пределов, после которых экосистема разрушается. Особенно опасны промышленные отходы, содержащие новые химические вещества, с которыми природа еще не сталкивалась. Одним из опаснейших стрессоров является тепловое загрязнение среды. Умеренное  повышение температуры может  оказать на жизнь положительное  воздействие, но после определенного  предела начинают проявляться стрессовые эффекты. Особенно это заметно в  водоемах, непосредственно связанных  с тепловыми электростанциями.

Давление  человека на среду уже превышает  все мыслимые пределы. Но оно к  тому, же и растет с каждым годом. Мы очень упрямы и сильны, и среда  все более стремительно поддается  нашему напору. Мы почему-то уверены, что  можем лепить из нее и брать  от нее все, чего нам хочется. Сколько  еще она сможет выдержать этот натиск? Когда начнется цепная реакция  ее разрушения? Это только вопрос времени. Единственная надежда на то, что  человек одумается и откажется  от своих проектов перестройки надсистемы по своему усмотрению. Однако время  первого испуга после докладов Римского клуба о крахе цивилизации  уже миновало. Вот уж тридцать лет  прошло, а ничего страшного еще  не случилось. Может нас просто пугают, как всегда? Вместе с отступлением страха мы с удвоенной силой вгрызаемся в планету, выжимая из нее еще  больший рост нашего благосостояния. Обогащайтесь! - вот девиз нашего времени. Правда, вместо всеобщего благоденствия  мы почему-то приходим к резкой дифференциации общества, вместо радости от благ цивилизации  мы получаем чрезмерные психические  перенапряжения, вместо душевного подъема - духовную деградацию, вместо прогресса - движение в пропасть.

Может быть, это и есть конец света? Ведь налицо все его признаки: “И будут  знамения на солнце и луне и звездах, а на земле уныние народов и  недоумение; и море восшумит и возмутится; люди будут издыхать от страха и ожидания бедствий, грядущих на вселенную, ибо силы небесные поколеблются ...” [Лк 21:25-26]. Вот уже и апокалиптический зверь пришел на землю, и все народы поклонились ему: “Кто имеет ум, тот сочти число зверя, ибо число это человеческое; число его - шестьсот шестьдесят шесть” [Откр. 13:18]. А мудрость разумных, как раньше считалось, заключена в Библии. Поэтому мы открываем 3-ю книгу царств Ветхого завета и читаем: “В золоте, которое приходило Соломону в каждый год, весу было шестьсот шестьдесят шесть талантов золотых ...” [3 Цар 10:14]. Так не золото ли, точнее, деньги и богатство, являются тем зверем, который призван развратить мир перед концом света? К счастью, конец света еще вовсе не означает конец жизни на Земле. Но вот конец цивилизации, а возможно, и конец человечества вполне реален.

Заключение.

 

Подведем  итог.

 

Итак, адаптация — приспособленность, наследуемое соответствие строения, физиологии и поведения конкретным условиям жизни организма, обеспечивающее его выживание и размножение (целесообразность). Адаптация в этом смысле означает соответствие организации и функционирования организма внешней среде, гармонию организма со средой обитания. Приспособленность, как свойство целостного организма (генотипа), слагается из различных компонентов — адаптации, возникших в результате воздействия естественного отбора на генофонд популяции в течение бесчисленных поколений. Организм адаптируется не вообще, а по отношению к данному комплексу факторов экосистемы.

В связи с  этим очевидно, что приспособленность  не есть какое-то внутреннее или постоянное свойство организма. Приспособленность  — временное явление, это явление  относительного соответствия организации  организма конкретным условиям среды. Любая приспособленность, как бы ни была она совершенна, оказывается  удовлетворительной только в определенных условиях — в условиях, при которых  эта приспособленность появилась.

Существование любого организма или группы организмов зависит от комплекса определенных условий, или факторов среды, среди  которых выделяют биотические, абиотические, антропогенные, а их совокупность - экологические факторы среды.  
Живые существа могут служить источником пищи для других организмов, являться средой обитания, способствовать их размножению, оказывать химическое (токсины бактерий), механическое и другие воздействия. Действие биотических факторов проявляется в форме взаимовлияния живых организмов разных видов друг на друга.

 

Основные  адаптации организмов к факторам внешней среды наследственно  обусловлены. Они формировались  на историко-эволюционном пути биоты и изменялись вместе с изменчивостью экологических факторов. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливаются к этим изменениям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

 

1. Кузнецов  В.И., Идлис Д.М., Гутина В.Н. Естествознание. - М.: Агар, 1996, 384с.  
2. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. - М.: Молодая гвардия, 2005.  
3. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2-х томах - М.: Мир, 1993.  
4. Никаноров А.И., Хоружая Т.А. Глобальная экология: Учебное пособие. - М.: ПРИОР, 2005.  
5. Природопользование / Под ред. Ю.С. Стоянова. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005.