Що таке адаптації організму і чим вони обумовлені основні питання екології

Пристосування організмів до середовища носять назву адаптації. Під адаптаціями розуміються будь-які зміни в структурі та функціях організмів, що підвищують їх шанси на виживання.

Здатність до адаптації - одне з основних властивостей життя взагалі, так як забезпечує і саму можливість її існування, можливість організмів виживати і розмножуватися. Адаптації проявляються на різних рівнях: від біохімії кліток та поведінки окремих організмів до будови і функціонування спільнот і екологічних систем.

Адаптації виникають і розвиваються в ході еволюції видів. Основні механізми адаптації на рівні організму:

1) біохімічні - проявляються у внутрішньоклітинних процесах, як, наприклад, зміна роботи ферментів або зміна їх кількості;

2) фізіологічні - наприклад, посилення потовиділення при підвищенні температури у ряду видів;

3) морфо-анатомічні - особливості будови і форми тіла, пов'язані зі способом життя;

4) поведінкові - наприклад, пошук тваринами сприятливих місць проживання, створення нор, гнізд і т. П .;

5) онтогенетические - прискорення або уповільнення індивідуального розвитку, що сприяють виживанню при зміні умов.

Екологічні фактори середовища надають на живі організми різноманітні впливи, т. Е. Можуть впливати як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних і біохімічних функцій; як обмежувачі, що обумовлюють неможливість існування в даних умовах; як модифікатори, що викликають морфологічні й анатомічні зміни організмів; як сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

У різних випадках і з різних екологічних факторів умови існування змінюються неоднаково.

Виділяють 4 основних типи змін умов існування:

циклічні зміни, що діють строго періодично (зміна часу доби, сезонів року, припливно-відливних явища і т.п.);

зміни без суворої періодичності, але повторювані час від часу (урагани, землетруси і т.п.);

зміни, що діють без суворої періодичності і невизначено (зміни, пов'язані з дією антропогенних факторів);

спрямовані зміни, при яких напрямок змін умов існування залишається незмінним протягом періоду, тривалість якого досить велика в порівнянні з тривалістю життєвого циклу даного виду організмів (прогресуюча ерозія грунтів, заростання водойм, заболочування, накопичення донних опадів, потепління клімату).

Організми найлегше адаптуються або адаптовані до тих факторів, які чітко змінюються (строго періодичні, спрямовані). Адаптаційні до них така, що часто стає спадково обумовленою. І якщо фактор змінює періодичність, то організм продовжує її протягом деякого часу зберігати, тобто діяти в ритмі так званих «біологічного годинника». Таке явище, зокрема, має місце при зміні часових поясів.

Деякі труднощі характерні для адаптацій до нерегулярно-періодичним факторам, але організми нерідко мають механізми передчуття їх можливості (землетруси, урагани, повені тощо) і в якійсь мірі можуть пом'якшувати їх негативні наслідки. Найбільші труднощі для адаптацій представляють фактори, природа яких невизначена, до них організм, як правило, не готовий, вигляд не зустрічався з такими явищами і в процесі еволюції. Так само як група антропогенних факторів. У цьому їх основна специфіка і антіекологічность. Тільки в окремих випадках по відношенню до таких факторів організми можуть використовувати механізми так званих преадаптацій, тобто ті адаптації, які вироблялися по відношенню до інших факторів.

Поряд з довжиною дня організми еволюційно адаптувалися до інших видів періодичних явищ в природі. Перш за все, це відноситься до добової і сезонної ритміці, припливно-відливних явищ, ритмам, обумовлює сонячною активністю, місячними фазами і іншими явищами, що повторюються з суворою періодичністю. Людина може порушувати цю ритміку через зміну середовища, переміщенням організмів в нові умови і іншими діями.

Ритмічність дії факторів середовища, підвладна суворої періодичності, стала фізіологічно і спадково обумовленої для багатьох організмів. Наприклад, до добової ритміки адаптована активність багатьох тваринних організмів (інтенсивність дихання, частота серцебиття, діяльність залоз внутрішньої секреції і т.п.). Одні організми дуже стійко зберігають цю ритміку, інші більш пластичні.

Наприклад, зазначається, що чорні щури стійкіші до добової (або околосуточной) ритміці і тому менше схильні до розселення, тримаються певних середовищ існування; сірі щурі мобільніші за ритміці, легше освоюють нові умови і тому є практично космополітами. Індивідуальні реакції окремих людей на зміну добової ритміки. Наприклад, одні особи відносно легко переносять зміну часових поясів і вимагають для адаптацій в нових умовах нетривалого часу. Інші переносять такі зміни болісно і пристосовуються до них протягом більш тривалих періодів.

Разюча адаптованість деяких організмів до подібних природних ритмів. Наприклад, припливно-відливних ритми пов'язані з сонячними цілодобово (24 години), місячними добами (24 години 50 хвилин). Крім цього, протягом останніх мають місце два припливи і два відливи, які щодня зміщуються на 50 хвилин. Сила припливів змінюється також протягом місяця за місячним календарем, рівного 29,5 сонячним діб, а припливи двічі на місяць (при молодику і повні) досягають максимальної величини. Деякі організми, що мешкають в приливно-відливної зоні (літораль), адаптуються до всіх змін в поведінці водного середовища.

Багато з ритмів стають спадково зумовленими. Наприклад, при переміщенні деяких тварин в північні райони вони (тварини) продовжують зберігати свою ритміку. У таких випадках порушується правило приуроченности найбільш відповідальних періодів в житті (розмноження) до більш сприятливого часу. Так, австралійські страуси в умовах Асканії Нова (Україна) можуть відкладати яйця на сніг.