Войти
Закрыть

Організм як середовище мешкання. Адаптації організмів до паразитичного способу життя

11 Клас

Паразитам та їхнім хазяям притаманна тривала коеволюція, у ході якої паразити набувають вузької спеціалізації, як-от, паразитування в організмі одного чи невеликого числа хазяїв або лише в певному органі. Наприклад, статевозрілі особини бичачого та свинячого ціп’яків паразитують лише у кишечнику людини, личинки трихінели, які можуть паразитувати в досить широкого кола хазяїв (дикі та свійські свині, гризуни, дикі хижі тварини, людина), оселяються лише в посмугованих м’язах. Одним з основних напрямів коеволюції паразитів та їхніх хазяїв є поступове зниження гостроти взаємозв’язків. Часто паразити, насамперед ендопаразити, у своєму існуванні дуже залежать від свого хазяїна: смерть хазяїна загрожує смертю самого паразита. Тому що триваліша коеволюція паразита та його хазяїна, то краще вони адаптуються один до одного і меншої шкоди паразит завдає хазяїну (мал. 13.2). Ці закономірності називають законом спряженої еволюції паразита і хазяїна. У формуванні адаптацій до паразитичного способу життя можна виділити кілька напрямів. Насамперед паразит має потрапити в організм хазяїна. Часто це відбувається під час проковтування паразитів, їхніх цист або яєць з їжею чи водою (як-от, дизентерійна амеба). Паразити також можуть проникати в організм хазяїна самостійно або за допомогою переносників (наприклад, трипаносома - збудник сонної хвороби - під час укусу кровосисної мухи цеце). Потрапивши в організм хазяїна, паразити здійснюють складні міграції в пошуках придатних для існування тканин і органів, під час яких більшість з них гине. Хазяїн за допомогою різноманітних захисних реакцій намагається позбутися паразитів. Так, бар’єром на шляху проникнення паразитів в організм хазяїна слугують його покриви: шкіра та слизові оболонки. Проникнення паразита всередину організму спричиняє низку захисних реакцій: зокрема, активізується клітинний і гуморальний імунітет. Паразитів одразу атакують фагоцити, на них впливають також деякі біологічно активні сполуки: слиз, який виділяють залозисті клітини слизових оболонок, гормони, ферменти, що мають бактерицидну дію....
0 Переглянути

Симбіоз та його форми

11 Клас

Симбіоз та його форми. Усі форми співіснування організмів різних видів називають симбіозом (від грец. симбіозіс - спільне проживання), а самі організми - симбіонтами. Відносини, які виникають між симбіонтами, можуть бути нейтральними або шкідливими для одного та корисними для іншого, або є корисними для обох видів. Симбіоз може базуватися на трофічних (кормових) або просторових зв’язках (наприклад, один вид оселяється на поверхні іншого), часто - на тих і тих водночас. Відносини між симбіонтами формуються в процесі тривалої коеволюції, під час якої обидва види мають адаптуватись один до одного. Є чотири основні форми симбіозу (мал. 12.1). Мутуалізм (від лат. мутуус - взаємний) - обопільно вигідне і взаємозалежне співіснування двох організмів різних видів. У деяких випадках жоден з таких симбіонтів не може існувати без іншого, як, наприклад, оселення багатоджгутикових одноклітинних тварин у кишечнику комах, які живляться деревиною (мал. 12.2, 1, 2). Невеликі особини актиній роду Адамсія можуть жити самостійно, а великі - трапляються лише на черепашках рака-самітника (мал. 12.2, 3). Якщо штучно розділити рака та статевозрілу актинію, то вони невдовзі гинуть. Прикладом мутуалістичних відносин є оселення бульбочкових бактерій на коренях бобових рослин (мал. 12.2, 4). Значення мутуалістичних відносин полягає в тому, що вони знижують гостроту конкуренції, зокрема за місця оселення або джерела їжі. Коменсалізм (від лат. ком - разом та менса - стіл, трапеза) - форма симбіозу, за якої один з партнерів системи (коменсал) покладає на іншого (хазяїна) регуляцію своїх відносин із зовнішнім середовищем, але не вступає з ним у тісні взаємозв’язки (мал. 12.3). Основою для коменсалізму можуть бути як трофічні відносини (споживання коменсалом залишків їжі хазяїна або продуктів його метаболізму; таку форму коменсалізму називають ще нахлібництвом), так і оселення коменсалу на поверхні або всередині організму хазяїна чи в його житлі (квартирантство). Співіснуючи з організмом хазяїна, коменсал отримує від цього однобічну користь. Присутність коменсалу для хазяїна залишається зазвичай байдужою. Цікавий приклад коменсалізму - взаємовідносини рептилії гатерії та птахів буревісників (мал. 12.3, 1-3). Гатерії вдень, коли птахи вилітають у пошуках їжі, відпочивають в їхніх норах. А ввечері, коли птахи повертаються до своїх нір, гатерії їх залишають і вирушають на пошуки їжі. Серед рослин прикладом коменсалізму є орхідеї,...
0 Переглянути

Формування адаптацій на екосистемному рівні. Поняття про спряжену еволюцію (коеволюцію) та коадаптацію

11 Клас

Формування адаптацій на екосистемному рівні. Ви вже знаєте, що популяції різних видів є складниками біологічних систем вищого рівня - екосистем. При цьому вони існують у складі екосистем не відокремлено, а взаємодіють між собою, адаптуючись одна до одної. У процесі спряженої еволюції виникають взаємні адаптації представників різних видів - коадаптацїі (від лат. ко - разом і адаптіо - пристосування). Спільну еволюцію різних видів, які взаємодіють між собою у складі екосистеми, називають коеволюцією. Наприклад, за умов стабільних екосистем популяції хижака зазвичай не здатні повністю винищити популяції своєї здобичі, оскільки завдяки коадаптаціям між ними існує певна рівновага. Коеволюція супроводжується формуванням цілих взаємних адаптивних комплексів у видів, які тісно взаємодіють. Популяції одних видів регулюють чисельність і густоту популяцій інших. Наприклад, популяція хижака регулює чисельність популяції здобичі. Але, активно виїдаючи особин популяції здобичі, хижаки тим самим підривають свою кормову базу, і їхня чисельність із часом також знижується. Адаптації хижаків часто пов’язані із способом уловления здобичі: активним або пасивним (мал. 11.1). Хижаки можуть активно полювати на здобич як поодинці (рись, лисиці), так і колективно (наприклад, вовки). У процесі історичного розвитку в активних хижаків ускладнилася будова нервової системи, органів чуття і, відповідно, поведінка. Ці, а також інші адаптації спрямовані на вдосконалення механізмів і способів вловлювання та вбивання здобичі. Пригадайте міцні загнуті кігті та дзьоби хижих птахів (зокрема, з рядів Соколоподібні та Совоподібні); добре розвинені й диференційовані зуби хижих ссавців; отруйні залози та зуби змій, жало комах тощо. У хижаків, які полюють із засідки, часто спостерігають маскувальне забарвлення (див. мал. 3.2), форму тіла, що нагадує об’єкти навколишнього середовища, тощо (наведіть приклади). У здобичі адаптації спрямовані на те, щоб утекти від хижака, уникнути зустрічі з ним, стати непомітною, неїстівною тощо (мал. 11.2). Наприклад, небезпечний шкідник картоплі - колорадський жук - містить у своїй гемолімфі отруйні сполуки. Тому в Україні в нього майже відсутні природні вороги, здатні ефективно регулювати чисельність цього шкідника....
0 Переглянути

Екологічна ніша. Екологічно пластичні та екологічно непластичні види

11 Клас

Екологічна ніша. Адаптивний потенціал кожного виду організмів обмежений фізіологічними особливостями, межами норми реакції, мутаційними можливостями тощо. Адаптуючись до умов фізичного середовища мешкання, популяції окремого виду також постійно взаємодіють з популяціями інших видів. Так формується їхня екологічна ніша. Екологічна ніша — це просторове і трофічне положення популяції виду, яке вона займає в екосистемі, комплекс її зв’язків з популяціями інших видів і вимог до фізичного середовища мешкання. Екологічні ніші різних популяцій одного виду можуть відрізнятись. Наприклад, серед нематод є види, особини яких здатні вести як вільний, так і паразитичний спосіб життя. Так, особини стронгілоїдеса можуть як мешкати у ґрунті, споживаючи органічні рештки, так і паразитувати в кишечнику людини. Це свідчить про широкий спектр адаптацій виду. Різні екологічні ніші можуть бути притаманні й різним фазам життєвого циклу гетеротопних організмів, у яких частина життєвого циклу проходить у воді, а інша частина - у повітряному середовищі (наприклад, бабкам, одноденкам). Личинки бабок мешкають у прісних водоймах, полюючи на водних тварин; статевозрілі особини (імаго) входять до складу наземних екосистем, полюючи на наземних безхребетних (мал. 10.1). Те, що різні фази розвитку одного виду можуть займати різні екологічні ніші, є адаптаціями до повнішого використання ресурсів. Навіть досконалі адаптації до умов неживої природи та достатні запаси їжі не завжди забезпечують процвітання виду в певній екосистемі. Для цього ще потрібні адаптації до співіснування з популяціями інших видів....
0 Переглянути

Формування адаптацій на популяційно‑видовому рівні організації

11 Клас

Формування адаптацій на популяційному рівні. Вид як особлива біологічна система складається з комплексу біологічних систем нижчого рівня - популяцій, щонайменше хоча б з однієї (це, наприклад, спостерігають у видів-ендеміків, тобто видів, які мають обмежений ареал; мал. 9.1, 1). Тому популяції розглядають як структурно-функціональні одиниці виду. З погляду еволюційного вчення популяції є одиницями еволюції, бо в них відбуваються елементарні мікроеволюційні процеси (спадкова мінливість, ізоляція, популяційні хвилі, дрейф генів, природний добір), здатні впливати на генофонд популяцій. Те, що вид складається із системи популяцій, пов’язано з тим, що оптимальні умови існування нерівномірно поширені на території, яку він займає. Наприклад, вивірка звичайна (мал. 9.1, 2) поширена на території всієї Євразії, але мешкає лише в деревних угрупованнях (лісах, лісопарках, міських парках тощо), які розділені іншими рослинними угрупованнями, горами, річками тощо. Багато видів рослин, пристосованих до зростання на болотах, як-от сфагнові мохи, відсутні в інших рослинних угрупованнях, які їх розділяють. Отже, що різноманітніші умови існування, до яких адаптований вид, то більше й число популяцій, з яких він складається. Усі особини певного виду мають подібний геном. Але генофонд різних популяцій може відрізнятися за набором алельних генів. Навіть якщо популяціям притаманний подібний набір алелів, окремі алельні гени можуть траплятися з різною частотою, різною може бути й частка гомозигот і гетерозигот. Різні алелі певного гена можуть визначати різну адаптованість до умов середовища, тому і загальна пристосованість різних популяцій певного виду може бути неоднаковою. Адаптивний потенціал популяції тим вищий, чим різноманітніший її генофонд. Тобто що більша кількість алелів різних генів і що частіше в генофонді траплятимуться алелі, які забезпечують кращу пристосованість особин, то більше шансів у такої популяції виживати за змін умов існування, заселяти нові середовища й повніше використовувати їхні ресурси. У процесі еволюції у краще адаптованих особин більше шансів вижити й залишити плодючих нащадків, яким вони передають алельні гени, що забезпечують таку адаптованість. Шкідливі рецесивні алелі тривалий час можуть залишатись у популяції в гетерозигот і не проявлятися у фенотипі. Запам'ятаємо Сукупність шкідливих (летальних і сублетальних) алельних генів у генофонді популяції, які знижують її загальну...
0 Переглянути

Особливості формування адаптацій у людини

11 Клас

Особливості адаптаційних процесів людини. Людина є істотою біосоціальною. Рушійними силами її еволюції були не тільки біологічні чинники (спадкова мінливість, природний добір, ізоляція, популяційні хвилі, дрейф генів), а й соціальні (існування в соціумі - організованому колективі людей, трудова діяльність, членороздільна мова). Саме це й зумовило особливості формування адаптацій людини. Вона має пристосовуватись як до дії природних чинників (певний температурний і світловий режим, вплив вологості, різних видів тварин і рослин, що оточують людину тощо), так і до соціальних. Адаптації людини формуються за участі регуляторних систем - нервової та ендокринної. Завдяки їхній взаємодії регуляторні механізми стають ефективнішими, у нервовій системі підвищується сила і рухливість процесів збудження та гальмування, що дає можливість швидше реагувати на зміни, які відбуваються в зовнішньому та внутрішньому середовищі. Отже, адаптації забезпечують динамічну рівновагу між організмом та навколишнім середовищем. Але, досліджуючи особливості формування адаптацій до різних екстремальних умов (космічні польоти, перебування в умовах високогір’я, районах ведення бойових дій, занурення на значні глибини тощо) (мал. 8.1), слід також оцінювати ризики напевних негативних наслідків. Ефективність адаптацій до тривалого перебування в несприятливих умовах залежить від індивідуальних особливостей організму, які визначаються спадково. Зрозуміло, що корінне населення районів з несприятливими умовами існування адаптоване до них краще, ніж некорінне (мал. 8.2). У корінних мешканців - аборигенів - унаслідок тривалої адаптаційної еволюції формуються різноманітні необоротні пристосування - біохімічні, морфологічні, фізіологічні, етологічні. Наприклад, перебувати на максимальних висотах над рівнем моря альпіністи можуть лише застосовуючи спеціальні дихальні прилади. До висоти 2000 м над рівнем моря фізіологічні функції організму людини змінюються незначно, тоді як на висоті понад 4000 м їхні зміни стають помітними. Але в Тибеті є орні ділянки, розташовані на висоті 4500 м над рівнем моря, в Андах (Південна Америка) деякі поселення корінного населення трапляються на висоті понад 5000 м (вважають, що це гранична висота, на якій може жити людина) (мал. 8.2). Унаслідок порушення адаптаційних процесів виникає стан дезадаптації (від лат. дез - відсутність та адаптацій - пристосування). Він може спричинити розвиток різних патологічних станів...
0 Переглянути

Формування адаптацій на організмовому рівні організації

11 Клас

Фази адаптаційного процесу на організмовому рівні. У процесі формування адаптацій на організмовому рівні (на прикладі багатоклітинних тварин) виділяють три фази. Початкова фаза адаптаційного процесу - це звикання організму до короткочасної дії певних чинників. Наприклад, у ссавців, коли вони потрапляють в умови зі зниженим вмістом кисню в атмосфері (як-от, в умовах високогір’я), рефлекторно інтенсифікуються дихальні рухи та посилюється кровообіг. Наступна фаза - перехід до стійкої адаптації - здійснюється за умов тривалого впливу певного чинника або комплексного впливу різних чинників. Вона є функціональною адаптацією, бо під впливом певних подразників в організмі відбуваються фізіологічні зміни. Адаптаційні процеси при цьому можуть зачіпати будь-які рівні організації організму: клітини, тканини, органи, системи органів. При цьому мобілізуються функціональні системи, сформовані раніше, й можуть наставати морфологічні зміни органів і систем органів. Ознакою досягнення певної адаптації організму є якісно новий його стан, для якого характерна підвищена стійкість до впливу несприятливих факторів та раціональне витрачання енергії. Класифікація адаптацій на організмовому рівні. Адаптації, які формуються на організмовому рівні організації, забезпечують отримання потрібних ресурсів, дають змогу пристосовуватися до змін навколишнього середовища, ефективно захищатися від природних ворогів, розмножуватися, заселяти нові території (мал. 7.1). • Морфологічні адаптації пов’язані зі змінами будови або забарвлення організмів (мал. 7.2). Це, наприклад, такі захисні адаптації тварин, як криптизм, мімікрія та мімезія. Криптизм (від грец. криптос - прихований) - здатність організмів набувати певного забарвлення, яке робить їх непомітними або малопомітними на тлі предметів навколишнього середовища (мал. 7.2, 1). Мімікрія - здатність наслідувати забарвлення чи форму добре захищених тварин (мал. 7.2, 2). Мімезія - спроможність тварин у разі небезпеки нагадувати за формою або забарвленням рослини або неїстівні предмети (мал. 7.2, 3). Своєрідну форму мімікрії спостерігають у рослин. Вона полягає у виробленні окремих пристосувань, які нагадують ознаки моделі (мал. 7.2, 4). Так, у деяких рослин квітки не мають нектарників, однак приваблюють запилювачів, нагадуючи квітки гарних нектароносіїв....
0 Переглянути

Формування адаптацій на клітинному рівні організації

11 Клас

Для аеробних організмів енергетичний обмін відбувається в три етапи: підготовчий, безкисневий (анаеробний) та кисневий (аеробний). У забезпеченні аеробного етапу енергетичного обміну провідна роль належить мітохондріям, у яких синтезується більша частина молекул АТФ. Але коли одноклітинні еукаріоти мешкають в анаеробних умовах, мітохондрії втрачають своє функціональне значення. Тому в клітинах анаеробних еукаріотів, таких як деякі вільноживучі амеби, інфузорії чи паразитичні види (наприклад, паразит людини - трихомонада), мітохондрій немає. Замість них є інші органели - гідрогеносоми, які беруть участь в енергетичному обміні анаеробних одноклітинних еукаріотів. Вони оточені двома мембранами, внутрішня з яких утворює виступи, які дещо нагадують кристи мітохондрій. Унаслідок анаеробних біохімічних процесів, які відбуваються в гідрогеносомах, звільняється енергія, яка при цьому використовується для синтезу молекул АТФ. На малюнку 6.1 зображено паразита людини трипаносому. Зверніть увагу: її джгутик спрямований до заднього кінця клітини та сполучається з її тілом за допомогою тонкої мембрани. Ця мембрана є адаптацією до пересування у в’язкому середовищі, наприклад плазмі крові. Цікаво, що в організмі переносника - мухи цеце - клітини трипаносоми не мають такої мембрани. Так, змінюючи будову клітини, паразит адаптується до перебування в різних середовищах. Унаслідок адаптацій до здійснення певних функцій може змінюватись і будова деяких типів клітин еукаріотів. Ви вже знаєте, що еритроцити більшості видів ссавців не мають ядра (мал. 6.2, 1). Разом з ядром дозрілі еритроцити втрачають і більшість органел, зокрема мітохондрії. Відсутність органел дає змогу еритроцитам ссавців мати більший об’єм гемоглобіну та транспортувати більший об’єм кисню. Але відсутність мітохондрій унеможливлює здійснення в цих клітинах кисневого (аеробного) етапу енергетичного обміну. Тому дозрілий еритроцит ссавців задовольняє свої обмежені енергетичні потреби лише за рахунок анаеробного гліколізу....
0 Переглянути

Формування адаптацій на молекулярному рівні організації

11 Клас

Формування адаптацій на молекулярному рівні. Саме на молекулярному рівні зберігається та реалізується спадкова інформація, яка й визначає адаптивні властивості організмів (пригадайте, це стверджує правило відповідності умов середовища мешкання генетичній визначеності організму). Прокаріоти мають лише одну молекулу ДНК у ядерній зоні (нуклеоїді), тому набір їхньої спадкової інформації відповідає гаплоїдному набору хромосом еукаріотів. Отже, усі мутації в них можуть одразу проявлятися у фенотипі. Це підвищує адаптивний потенціал і дає можливість швидше формувати адаптації відповідно до змін у довкіллі. В еукаріотів основний масив спадкової інформації розміщено в ядрі клітини. Еукаріотичні організми можуть бути гаплоїдними, диплоїдними або поліплоїдними. Домінантні мутації одразу проявляються у фенотипі; рецесивні - у гетерозиготному стані не проявляються, залишаючись своєрідним резервом спадкової мінливості. Але переходячи в гомозиготний стан, вони, проявляючись у фенотипі, можуть впливати на адаптаційні властивості організмів. Завдяки виникненню нових мутацій кількість алельних генів зростає. При цьому що більше є алелів певного гена, то більше в популяціях трапляється різних варіантів певної ознаки. Відповідно створюються умови для формування нових адаптацій. Часто адаптації на молекулярному рівні пов’язані з активацією чи вимкненням відповідних генів, що призводять до зміни складу макромолекул, або зі зміною їхньої активності. Зокрема, це стосується складу та активності травних ферментів. На малюнку 5.1 зображено одного з найчарівніших денних метеликів нашої фауни - поліксену (1), занесеного до Червоної книги України. Гусінь цього метелика (2) може споживати листки рослин лише одного роду - Хвилівника. Хвилівник містить алкалоїди, що робить його неїстівним для багатьох тварин. Унаслідок такої спеціалізації гусінь поліксени уникає конкуренції з боку інших тварин, але це обмежує поширення виду....
0 Переглянути

Властивості адаптацій. Адаптивні стратегії організмів

11 Клас

• Не існує універсальних адаптацій, які б дали змогу організму вижити в будь-яких умовах. Адаптації мають пристосувальне значення лише в тому середовищі, в якому вони сформувались. У разі зміни умов середовища адаптації можуть втрачати своє значення, й організмам, щоб вижити, потрібно формувати нові адаптації. Коли адаптація втрачає своє значення, із часом концентрація алеля, який її визначає, у популяції знижується. У рецесивному стані він може залишатись як резерв спадкової мінливості, не проявляючись у фенотипі гетерозиготних особин. Але час від часу такий алель може проявлятись у фенотипі окремих, гомозиготних за ним, особин. Це явище повернення ознак, притаманних предкам, називають атавізмом (мал. 4.1). • Адаптації непостійні: ті з них, які втратили своє значення, через певний час зникають, натомість можуть формуватися нові. Структури або органи, адаптивне значення яких було втрачено у процесі еволюції, можуть залишатись у вигляді рудиментів. Вони або не виконують жодних функцій (як-от, рудимент третьої повіки - мигальної перетинки - у ссавців), або ж беруть на себе нові функції. Наприклад, дзижчальця мух - рудимент другої пари крил - допомагають комасі зберігати рівновагу під час польоту. Колючки кактусів - рудименти листків - набувають нової функції - захисту від виїдання тваринами (мал. 4.2). • Добра адаптованість організмів до дії певного чинника не означає такої самої адаптованості до дії інших (правило відносної незалежності адаптацій). Так, лишайники, які можуть оселятися на субстратах, бідних на органіку (наприклад, скельних породах), переживати тривалі посушливі періоди або періоди несприятливих температур, дуже чутливі до забрудненості повітря....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 314 315 316 317 318 319 320 321 322 ... 343
Назад

Навігація