Адаптація як загальна властивість біосистем

Що таке адаптація?

Визначення

Адаптація — здатність організмів пристосовуватися до мінливих умов зовнішнього середовища.

Приклади з природи

Маскування птаха дрімлюги; формування імунітету комах проти інсектицидів; збільшення сили м'язів людини внаслідок тренувань.


Важлива риса

Адаптація реалізується не лише на рівні організму — вона проявляється на кожному рівні організації біосистем.

Рівні адаптацій у біосистемах

Клітинний

Синтез меланіну під дією УФ; збільшення кількості мітохондрій при нестачі кисню; нові ферменти у бактерій.

Організмовий

Будова організму, фізіологічні явища або поведінка, що підвищують репродуктивний успіх організму.

Популяційний

Спільне полювання зграєю вовків; збільшення кількості яєць у кладці при підвищенні забруднення середовища

Видовий

Шлюбні танці журавлів, турнірні бої оленів, нерест прохідних риб, світлова комунікація світляків.

Екосистемний

Симбіотичні відносини між видами : бульбочкових бактерій з бобовими рослинами (перетворюють азот на сполуки потрібні рослині)

Принцип єдності організму та середовища

Біологічні та екологічні системи є відкритими і виявляють властивості лише у взаємодії із середовищем через постійний обмін речовин, енергії та інформації.

Життя розвивається внаслідок постійного обміну речовин та інформації на ґрунті потоку енергії у динамічній єдності організмів і середовища мешкання.

Функції адаптації

Забезпечення гомеостазу

Підтримання сталості параметрів внутрішнього середовища за певних умов існування (гомеостазис).

Збереження динамічної рівноваги

Гомеорезис — це здатність організмів у процесі еволюції змінювати спосіб реагування на умови середовища, щоб краще до них пристосовуватися.

Наприклад: рослини, які протягом багатьох поколінь живуть у посушливих умовах, можуть набути здатності краще переносити нестачу води.

Типи адаптацій за проявом

1

Структурні

Ознаки будови й форми тіла: великі вуха слонів (терморегуляція), обтічна форма тіла дельфінів і риб.

2

Фізіологічні

Особливості процесів життєдіяльності: потовиділення ссавців, секреція отрути зміями та павуками.

3

Етологічні

Зміни поведінкових реакцій: нічний спосіб життя мешканців пустель, загрозливі пози для захисту від хижаків, побудова гнізд або нір.

Адаптації за часом виникнення

Онтогенетичні адаптації

Онтогенетичні адаптації — це пристосування, які виникають протягом життя конкретного організму у відповідь на умови середовища.

  • Не передаються у спадок.
  • Зазвичай мають тимчасовий характер.
  • Допомагають організму пристосуватися до конкретних умов у межах його норми реакції.
  • Приклади: засмага шкіри під дією сонця, збільшення кількості еритроцитів під час перебування у високогір'ї, утворення умовних рефлексів, гормональна реакція на стрес.

Приклад: людина переїхала у високогір'я, де менше кисню. Через певний час її організм пристосовується — зокрема збільшується кількість еритроцитів. Це зміна протягом життя людини, а не успадкована ознака.

Філогенетичні адаптації

Філогенетичні адаптації — це пристосування, які формуються не протягом життя одного організму, а впродовж багатьох поколінь у процесі еволюції.

  • Виникають під дією природного добору.
  • Мають спадковий і довготривалий характер.
  • Змінюють характер реакції організмів на умови середовища.
  • Приклади: маскувальне забарвлення зайця-біляка, захисне забарвлення комах, яскраве застережне забарвлення отруйних тварин.

Приклад: у зайця-біляка сезонна зміна забарвлення шерсті допомагає бути менш помітним. Сама здатність змінювати забарвлення — спадкове пристосування, яке сформувалося в ході еволюції.

Головне: що треба знати про адаптацію

1

Адаптація — загальна властивість усіх біосистем

Від клітини до екосистеми — кожен рівень організації має свої адаптації.

2

Дві ключові функції: гомеостаз і динамічна рівновага

Адаптація підтримує стабільність системи і при постійних, і при мінливих умовах середовища.

3

Три типи за проявом: структурні, фізіологічні, етологічні

Адаптуватися можна через зміну будови тіла, процесів життєдіяльності або поведінки.

4

Онтогенетичні — короткочасні, філогенетичні — спадкові

Адаптації розрізняються за часом виникнення і тривалістю збереження в організмі.