Адаптації як універсальна властивість біологічних систем
- 26-04-2021, 18:07
- 1 826
11 Клас , Біологія і екологія 11 клас Остапченко (рівень стандарту)
§ 1. АДАПТАЦІЇ ЯК УНІВЕРСАЛЬНА ВЛАСТИВІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
Пригадайте, що таке біологічна система. Що таке еволюція, ароморфоз, ідіоадаптація, загальна дегенерація, геном, гомеостаз? Що таке фізіологічні системи органів?
За будь-яких змін умов існування вижити та залишити плодючих нащадків можуть лише ті організми, які до цих змін адаптувалися.
Адаптація — це процес пристосування будови, хімічного складу та функцій, поведінки організмів, а також пристосування популяцій, угруповань видів до умов середовища мешкання.
Здатність адаптовуватись — універсальна властивість біологічних систем різного рівня організації: від найнижчого молекулярного до найвищого - біосферного. На клітинному, тканинному або органному рівні адаптації можуть проявлятись у вигляді їхніх функціональних або морфологічних змін. На рівні організму вони проявляються змінами у будові та функціях як окремих органів або систем органів, так і цілісного організму як інтегрованої біологічної системи. Прикладами таких адаптацій може бути формування функціональних систем організму (мал. 1.1).
Мал. 1.1. Типи функціональних систем, що забезпечують адаптації біологічних систем
Мал. 1.2 Приклади адаптацій на популяційно-видовому рівні організації живої матерії: 1 - осінній листопад; 2 - міграції перелітних птахів
На популяційно-видовому рівні адаптації насамперед спрямовані на збереження та зростання чисельності особин певного виду, переживання несприятливих умов і заселення нових територій (мал. 1.2). На екосистемному (біогеоценотичному) рівні адаптації забезпечують збереження видового різноманіття екосистем, їхньої цілісності, стійкості та здатності до саморегуляції.
Запам'ятаємо
Хоч би на якому рівні організації живої матерії формувалися адаптації, вони насамперед спрямовані на підтримання гомеостазу біологічної системи: динамічної сталості її складу та властивостей.
Еволюція як процес постійного формування адаптацій біологічних систем. Процес еволюції можна розглядати як розвиток біологічних систем у бік кращої адаптованості за допомогою виникнення ароморфозів, ідіоадаптації і навіть загальної дегенерації.
Ароморфози, пов’язані з підвищенням рівня організації, забезпечували адаптації до нових середовищ мешкання. Ідіоадаптації супроводжувались адаптаціями до конкретних умов опанованого раніше середовища і без змін рівня організації. Ви вже знаєте, що за допомогою ідіоадаптацій відбувається адаптивна радіація - пристосування споріднених організмів до різних умов існування (мал. 1.3). Вона базується на процесах дивергенції - розходження станів певних ознак у нащадків спільного предка.
Мал. 1.3. Приклад адаптивної радіації: зміни форми дзьоба в галапагоських в’юрків унаслідок адаптацій до споживання різної їжі (завдання: з допомогою вчительки або вчителя проаналізуйте, як кожна форма дзьоба цих птахів адаптована до здобування певного виду їжі)
Загальна дегенерація пов’язана зі спрощенням організації внаслідок переходу до паразитичного, сидячого чи малорухливого способу життя. Адаптації, які при цьому виникали, також забезпечували кращу пристосованість до умов середовища, а не погіршували її.
Завдання. 1. Використовуючи знання, отримані в курсі біології, та додаткові джерела інформації, схарактеризуйте адаптації, з якими пов’язані ароморфози, ідіоадаптації та загальна дегенерація. 2. За малюнком 1.4 виберіть приклади ароморфозу, ідіоадаптації та загальної дегенерації. Обґрунтуйте свій вибір.
Мал. 1.4. Визначте приклади ароморфозу, ідіоадаптації та загальної дегенерації: 1 - представник ракоподібних роду Дендрогастер, що паразитує в порожнині тіла морських зірок; 2 - чотирикамерне серце (а) та два кола кровообігу (б) ссавців; 3 - повітряні мішки птахів
Отже, саме завдяки адаптації організмів до найрізноманітніших умов існування виникло вражаюче біорізноманіття на нашій планеті.
Американський палеонтолог Джордж Гейлорд Сімпсон (1902-1984) розробив концепцію адаптивної зони. Це комплекс умов навколишнього середовища, де відбувається еволюція певного таксона і який визначає напрям його еволюції. Опанування нової адаптивної зони зумовлює новий процес адаптивної радіації. Розширення адаптивної зони пов’язане з підвищенням рівня організації - певними ароморфозами. І, навпаки, спеціалізація видів - пристосування до конкретних умов існування - супроводжується звуженням адаптивної зони. Зокрема, це може відбуватись унаслідок конкуренції з іншими видами. Знизити гостроту конкуренції може опанування нової адаптивної зони.
Значення адаптацій у житті організмів. Усі живі істоти мають постійно пристосовуватись як до дії кожного окремого екологічного фактору, так і до всього їхнього комплексу, регулюючи процеси життєдіяльності відповідно до змін цих чинників (мал. 1.5).
• Правило взаємодії екологічних факторів стверджує: межі толерантності (витривалості) щодо дії будь-якого екологічного фактору можуть змінюватися залежно від того, з якою інтенсивністю і в якому поєднанні діють інші фактори. Справедливість цієї екологічної закономірності ви неодноразово відчували на власному досвіді: наприклад, високі або низькі температури легше переносити тоді, коли повітря сухе й не дмуть сильні вітри.
Мал. 1.5. Значення адаптацій для нормального існування та функціонування біологічних систем
Ключові терміни та поняття
адаптації, адаптивна радіація, адаптивна зона, правило взаємодії екологічних факторів.
Перевірте здобуті знання
1. У чому полягає процес формування адаптацій? 2. Яке значення адаптацій для виживання організмів? 3. Чим характеризуються адаптації, які формуються на різних рівнях організації біологічних систем? 4. У чому полягає концепція адаптивної зони? 5. Про що твердить правило взаємодії екологічних факторів?
Поміркуйте
Чому еволюція живої матерії на нашій планеті була б неможливою без здатності біологічних систем до формування різноманітних адаптацій?
Коментарі (0)