Адаптация организмов к условиям среды

Адаптация — это приспособление живых организмов к определенным условиям среды обитания. Все адаптации являются результатом эволюционного процесса на основе естественного отбора. Адаптации могут возникать к различным факторам как живой, так и неживой природы. Но все они направлены на повышение устойчивости живых организмов.

Способы адаптации могут быть разными:

— морфологические адаптации (защитная окраска, колючки, толстая кутикула, волосяной покров, жировой слой и т. д.) (рис. 41.1);

— физиологические адаптации (устойчивость физиологических параметров: постоянная температура тела, содержание кислорода, углекислого газа, содержание сахара в крови и т. д.);

— биохимические адаптации (устойчивость биохимических процессов, выработки определенных ферментов);

— этологические адаптации (поведенческие реакции во избежание опасных ситуаций, например, страх змей и уход от контактов с ними из-за опасений ядовитых укусов).

Ящерица молох (строение кожи позволяет собирать и употреблять росу)

Саксаул (листья превращены в чешуйки)

Верблюд (жир в горбах — запас питательных веществ и воды)

Рис. 41.1. Морфологические адаптации к жизни в пустыне

Кашалот

Бегемот

Лось

Рис. 41.2. Дивергенция. Животные, которые происходят от общего предка

Конвергенция, дивергенция, параллелизм

Следствием адаптации организмов к условиям среды стали процессы конвергенции, дивергенции и параллелизма.

При попадании родственных видов в разные условия существования возникает явление дивергенции. Это процесс, в результате которого одни и те же органы у разных организмов внешне различаются, хотя и сохраняют схожие черты внутреннего строения (так называемые гомологичные органы). При дивергенции родственные виды становятся непохожими (как киты, бегемоты и лоси, которые происходят от общего предка) (рис. 41.2).

Когда далекие друг от друга систематические группы организмов начинают приспосабливаться к одинаковым условиям, возникает явление конвергенции. Это процесс формирования сходных признаков у далеких по родству групп организмов. Таким путем возникают так называемые аналогичные органы. В случае конвергенции виды становятся похожими (рис. 41.3).

Рис. 41.3. Конвергенция у водоплавающих и летающих организмов

Морж

Настоящие тюлени

Ушастые тюлени

Рис. 41.4. Животные, которые независимо приспособились к жизни в воде

Параллелизм возникает тогда, когда к подобным условиям приспосабливаются довольно близкие по происхождению виды. При внешнем и внутреннем сходстве такие организмы могут по-разному адаптироваться к условиям жизни. Примером параллелизма являются моржи, настоящие и ушастые тюлени. Эти три группы приспособились к жизни в воде независимо и несколько разными способами (рис. 41.4). Но все они являются представителями одного отряда.

Различия в приспособлении к обитанию в воде хорошо видны на примере настоящих и ушастых тюленей. Обе эти группы при переходе к водному образу жизни стали использовать для плавания конечности, которые превратились в ласты. Но ушастые тюлени движутся в воде в основном за счет передних конечностей, поэтому они у них очень большие. А задние конечности преимущественно выполняют функцию руля. Кроме того, задние конечности активно используются во время движения по земле. У настоящих тюленей наоборот, движение в воде главным образом обеспечивают задние конечности вместе с задней частью тела. Эти конечности не сгибаются и участия в передвижении по земле не принимают.

Соременная эволюционная теория

Наиболее распространенной в наше время является синтетическая теория эволюции. Хотя существуют и другие теории, объясняющие механизмы процессов эволюции. Синтетическая теория эволюции сформировалась в 20-50 годах XX века при слиянии положений классического дарвинизма и генетики. Наиболее важными для формирования теории разделами генетики были теория мутаций и популяционная генетика.

Значительный вклад в разработку синтетической теории эволюции внесли ученые Дж. Холдейн, Р. Фишер, Ф. Добжанский, Н. Вавилов, С. Четвериков (рис. 41.5), А. Северцов, И. Шмальгаузен, Дж. Симпсон.

Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн (1892-1964)

Феодосий Григорьевич Добжанский (1900-1975)

Сергей Сергеевич Четвериков (1880-1959)

Рис. 41.5. Некоторые из основателей синтетической теории эволюции

Основные положения синтетической теории эволюции:

— Материалом для эволюции являются наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

— Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

— Наименьшей единицей эволюции является популяция.

— Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса является последовательной сменой одной популяции рядом следующих популяций.

— Эволюция носит ненаправленный характер, то есть не идет в направлении любой конечной цели.

— Эволюция является необратимым процессом.

Адаптация — это приспособление живых организмов к определенным условиям среды обитания. Следствием адаптации организмов к условиям среды стали процессы конвергенции, дивергенции и параллелизма.