Войти
Закрыть

Адаптації та їхнє значення

11 Клас

Адаптація, або пристосування, — це адекватна відповідь організму на вплив довкілля. Без розвиненої, спадково закріпленої системи пристосувань виживання будь-якої істоти в мінливому середовищі просто неможливе. Кожен біологічний вид адаптований лише до тих умов, із якими він може зустрітися у природі: скажімо, леву навряд чи знадобляться навички полювання на акул. Відповідно, і адаптації певного організму можна розглядати як точне відображення його власної екологічної ніші. Умови, оптимальні для одного виду, часто виявляються несприятливими або навіть летальними для іншого. Чим краще пристосований організм до певних умов, тим менше йому потрібно ресурсів для підтримання своєї життєдіяльності. Так, чим краще розвинене хутро має звір, тим менше калорій йому доводиться витрачати на обігрів свого тіла. У цьому проявляється економічність адаптованих систем. Пристосованість організмів як результат еволюції Як виникли адаптації? У кожній популяції індивіди дещо відрізняються один від одного за різноманітними спадковими ознаками. Деякі з цих ознак можуть виявитися цінними для виживання та одержання здорового і численного потомства, тож власники цих ознак частіше за інших передаватимуть їх у спадок наступним поколінням. Зрештою, це забезпечить закріплення цих ознак як обов'язкових для виду. Отже, адаптації є прямим результатом еволюції, а еволюція у свою чергу може бути описана як процес формування адаптацій....
0 Переглянути

Механізми адаптацій

11 Клас

Чи всі особливості живих істот обов'язково мають пристосувальний характер? На перший погляд, здається, що так, адже всі структури та процеси в організмі так чи інакше підпорядковані меті виживання і розмноження. Однак варто усвідомити, що природний добір працює з набором випадкових мутацій, які первинно не мають жодної функції. Значна кількість мутацій є нейтральною з точки зору природного добору і закріплюється випадково, через дрейф генів або зчеплення з корисними ознаками. Так, різноманіття форм листкової пластинки європейських видів клену складно пояснити адаптивними причинами (мал. 31.1). А закріплення у собак ознак, пов'язаних з одомашненням (закручення хвосту, плямистість, висловухість), зумовлене зчепленням цих ознак із генами, що регулюють онтогенез нервової системи (мал. 31.2). Генотипні і фенотипні адаптації Адаптації, як будь-які інші прояви життєдіяльності, завжди є результатом активності геному. Однак це не означає, що кожна успадкована пристосувальна структура або реакція властива організму за будь-яких умов. У мінливому середовищі важливо мати певний рівень фенотипічної пластичності, тобто здатності змінювати особливості організму, підлаштовуючись під навколишні обставини. У зв'язку з цим адаптації розділяють на генотипні та фенотипні. Генотипні адаптації формуються незалежно від впливу навколишнього середовища в результаті реалізації жорстко детермінованих спадкових програм. Фенотипні адаптації проявляються як відповідь індивіда на дію певного чинника. Можливий діапазон спричиненого середовищем варіювання ознак називається нормою реакції і теж закріплений генетично (мал. 31.3)....
0 Переглянути

Адаптації в прокаріотів

11 Клас

Прокаріоти (бактерії й археї) — перші клітинні організми Землі. Протягом понад трьох мільярдів років свого існування вони пережили чимало катастроф і глибокі зміни довкілля. Завдяки цим випробуванням прокаріоти навчилися заселяти фактично всі куточки планети та сформували численні унікальні пристосування. Особливо різноманітними є фізіологічні адаптації прокаріотів. Лише ці організми можуть здійснювати більшість типів бродіння, азотфіксацію, фотосинтез без виділення кисню, процеси утворення метану, анаеробне дихання на основі відновлення сполук Сульфуру, Феруму, Мангану, Хлору, Стибію, Арсену тощо. Анабіоз, спороутворення та інцистування Зважаючи на розмір типової бактеріальної клітини, її здатність накопичувати запаси поживних речовин є вкрай обмеженою. Якщо умови середовища різко погіршуються, бактерії просто немає звідки взяти ресурси для продовження існування. Тому найкращим виходом стає анабіоз — тимчасове призупинення життєдіяльності. Бактерія може підготуватися до анабіозу заздалегідь, утворивши спори або цисти — спеціальні клітини з потовщеними стінками, зменшеним вмістом води і невеликим запасом поживних речовин (мал. 32.1). Бактеріальна спора утворюється з частини цитоплазми активної бактеріальної клітини. Якщо оболонка спори формується в цитоплазмі клітини, таку спору називають ендоспорою (бактерії з родів Бацилюс і Клостридіум) (мал. 32.2). Якщо ж спорова оболонка утворюється з частини оболонки активної клітини, перед нами екзоспора (бактерії з родів Стрептоміцес і Нокардія)....
0 Переглянути

Адаптації в протистів

11 Клас

Протисти, або нижчі еукаріоти, — умовна група еукаріотичних організмів, яких об'єднує відсутність глибокої диференціації клітин та переважно одноклітинний рівень організації. В одноклітинному організмі всі життєві функції забезпечуються клітинними органелами. Саме тому в клітинах протистів, на відміну від клітин тварин, рослин та грибів, присутні органели опори (осьовий шип — аксостиль) (мал. 33.1. а), руху (джгутики, аксоподії, псевдоподії), живлення (цитостом — клітинний рот) (мал. 33.1. б), екскреції (скоротливі вакуолі) (мал. 33.1. в), активного захисту (жалкі ампули — трихоцисти) (мал. 33.1. г), фоторецепції (стигма — світлочутливе вічко) (мал. 33.2. а) тощо. Регуляція життєвого циклу залежно від умов Так само, як і прокаріоти, нижчі еукаріоти в несприятливих умовах переходять до анабіозу, утворюючи цисти. Це типово для більшості одноклітинних водоростей, амеб, гетеротрофних джгутиконосців, інфузорій тощо. У ході інцистування клітина протистів стискається, набуває кулястої форми і виділяє на своїй поверхні щільну оболонку. Покриви цисти переважно складаються з полісахаридів, але можуть також містити мінеральні солі й оксиди. Цисти деяких протистів здатні зберігати життєздатність протягом 5-15 років. Після потрапляння у сприятливі умови цисти проростають. Живий протопласт виходить з оболонки і набуває своєї типової форми. Зазвичай це відбувається з настанням теплого сезону або ж просто після дощу: для багатьох протистів сприятливим середовищем є звичайні калюжі. У деяких паразитичних протистів (споровики, мікроспоридії) одна вегетативна клітина здатна утворювати численні стадії спокою, які призначені для поширення і зараження нових господарів. Такі клітини переважно називають спорами (зверніть увагу, що значення понять «спора» і «циста» стосовно про- та еукаріотів суттєво різняться)....
0 Переглянути

Адаптації в рослин

11 Клас

Неможливість вільно пересуватись у пошуках оптимальних місцеперебувань змусила рослини призвичаїтись до різких коливань зовнішніх умов, а жорстка конкуренція за ресурси змусила їх до поширення в районах із дуже суворим кліматом. Виживання в таких обставинах було б неможливим без спеціальних пристосувань. Пристосування до низьких і високих температур Вплив як низьких, так і високих температур на рослину призводить до майже однакових результатів: руйнування органів та втрати води. Тож пристосування до низьких і високих температур мають багато спільного і полягають у зменшенні площі листкових пластинок для обмеження випаровування води (хвойні, вересові, кактуси) та посиленні захисту поверхні через потовщення клітинних стінок епідермісу й утворення воскової кутикули (ялиця, алое). Рослини полярних широт часто набувають приземистої, подушкоподібної або сланкої форми, щоб захиститись від холодних вітрів (полярні види верби та берези) (мал. 34.1). Листки рослин, що мешкають в умовах нестачі вологи, вкриті щільним багатошаровим епідермісом, а іноді й численними волосками, на яких уранці збирається роса. Продихи в таких рослин розташовані лише на нижній поверхні листка і заглиблені у спеціальні ямки, щоб завадити надлишковому випаровуванню води. Листки посухостійких рослин стають дрібними і жорсткими (чебрець, самосил), закручуються у трубочку (типчак, ковила), а іноді зовсім зникають (віничник) (мал. 34.2). Кореневі системи в таких рослин сягають значної глибини (верблюжа колючка) або, навпаки, залягають поблизу поверхні, щоб збирати дощову вологу та росу (кактуси). Особлива група рослин, сукуленти, розвивають водоносні тканини і набувають «здутого» вигляду (кактуси, очитки, тропічні молочаї) (мал. 34.3). У рослин, що мешкають в умовах надлишку вологи, листки широкі й мають тонкий епідерміс, а продихи розташовуються на опуклих ділянках поверхні. Зайву вологу ці рослини можуть виділяти в рідкому вигляді шляхом гутації (приворотень)....
0 Переглянути

Пристосування рослин до розмноження і поширення

11 Клас

Вищі рослини не здатні до локомоції. Тому пасивне перенесення статевих клітин є для них основним способом запліднення, а перенесення зачатків — єдиним способом поширення. Спорові вищі рослини мають рухливі сперматозоїди, які здатні пересуватися лише у воді. Тож на суходолі єдиним способом перенесення сперматозоїдів стають краплі дощової вологи. У насінних рослин заплідненню передує запилення — перенесення пилкових зерен із чоловічих органів рослини на жіночі. Запилення може здійснюватись декількома способами. Аерофілія — запилення за допомогою повітря. Воно потребує утворення великої кількості пилку та зібрання квіток у довгі, м'які суцвіття, що коливаються від вітру (береза, стоколос) (мал. 35.1). Гідрофілія — запилення за допомогою води. Характерне переважно для водних рослин (кушир, камка). Іноді з водою переноситься не пилок, а цілі чоловічі квітки (валіснерія). Ентомофілія — запилення комахами. Запилювачами є перетинчастокрилі (бджоли, джмелі, мурахи), лускокрилі, твердокрилі. Цей спосіб запилення є основним у покритонасінних рослин і забезпечується численними адаптаціями, серед яких — утворення нектару, яскраве забарвлення оцвітини, липкий пилок тощо (мал. 35.2). Орнітофілія — запилення за допомогою птахів, переважно тропічних (нектарниці, колібрі, медососи). У цей спосіб запилюються геліконія, банксія, калліандра (мал. 35.3). Теріофілія — запилення ссавцями (кажанами, гризунами, сумчастими, лемурами). Так запилюються баобаб, дуріан (мал. 35.4)....
0 Переглянути

Захисні реакції в організмі рослин

11 Клас

Рослина може бути вразливою або стійкою до певного патогена чи шкідника. Стійкість рослин буває вродженою або індукованою (набутою); специфічною (тобто спрямованою проти конкретного патогена) або неспецифічною. Вроджена неспецифічна стійкість забезпечується наявністю захисних покривів (клітинних стінок, кутикули, опушення, кори) та утворенням речовин, токсичних для патогенів та шкідників, — фітоантиципінів (алкалоїдів, глікозидів, терпенів, танінів, гіркот тощо). Ці токсини накопичуються у вакуолях, клітинних стінках або відмерлих тканинах рослин, найбільш уразливих до зараження та виїдання. Великих травоїдних тварин рослини відлякують шипами (шипшина), колючками (глід), жалкими волосками (кропива). Вроджена специфічна стійкість зумовлена реакцією рослин на речовини, що виділяє патоген, наприклад, на флагеліни, які входять до складу бактеріальних джгутиків, або на хітин, що входить до складу клітинної стінки грибів. Дуже важливою є здатність до розпізнавання речовин, за допомогою яких патоген намагається вплинути на рослину. Специфічне розпізнавання цих речовин у рослинному організмі здійснюють спеціальні білки резистентності (R-білки), які дещо нагадують антитіла тварин. Після зв'язування R-білка з речовиною, виділеною патогеном, ініціюється реакція надчутливості. Під час цієї реакції в ураженій ділянці відбувається руйнування мембран, утворення активних форм кисню, ліквідація запасів поживних речовин,вивільнення та синтез токсинів, зневоднення тощо. У цих умовах подальший розвиток патогену стає неможливим (мал. 36.4)....
0 Переглянути

Значення ендокринної та нервової систем для адаптації в людей і тварин

11 Клас

Як вам уже відомо, усі функції організму хребетних тварин регулюються нервовою та ендокринною системами. Для досягнення корисного для організму пристосувального результату ці системи взаємодіють між собою. Вибіркове об'єднання окремих структур організму в цілісну систему для виконання будь-якого акту поведінки або функції називається функціональною системою. Злагоджену взаємодію нервової й ендокринної систем забезпечує гіпоталамо-гіпофізарна система. Гіпоталамус є частиною проміжного мозку і пов'язаний майже з усіма відділами ЦНС. Від його основи відходить маленька структура — гіпофіз, до складу якого входять передня і задня частки. Гіпоталамус і передня частка гіпофіза пов'язані спільною системою кровоносних судин. Клітини гіпоталамуса мають подвійну функцію. По-перше, вони функціонують, як звичайні нервові клітини, посилаючи іншим нейронам нервові імпульси, а по-друге, вони здатні секретувати біологічно активні речовини. Коли клітини гіпоталамуса сприймають сигнали, що надходять із різних частин нервової системи, вони у відповідь секретують нейропептиди, які надходять у гіпофіз. Нейропептиди, що впливають на клітини передньої долі гіпофіза, називаються рилізинг-факторами, а на клітини задньої долі — нейрогормонами. Під дією рилізинг-факторів гіпоталамуса передня частка гіпофіза виділяє в кров гормони, які регулюють ендокринну функцію паращитоподібних залоз, наднирників і підшлункової залози. Нейрогормони гіпоталамуса — антидіуретичний гормон (АДГ) та окситоцин — надходять у задню частку гіпофіза, секретуються нею в кров і діють на органи-мішені безпосередньо. Таким чином, гіпоталамо-гіпофізарна система є прикладом тісної взаємодії нервового і гуморального способів регуляції функцій організму. Нервові імпульси, що надходять із мозку, перетворюються гіпоталамусом на ендокринні стимули (мал. 37.1)....
0 Переглянути

Адаптації людини й тварин до жари й холоду

11 Клас

Пристосування до холоду — найбільш складний вид кліматичної адаптації людини. Адаптації до жари в нас вироблені краще, ніж до холоду, тому що наші предки жили в умовах теплого клімату, і в процесі еволюції відбувалася адаптація до тепла. Перша реакція організму на вплив холоду спрямована на зменшення тепловтрат. Рефлекторно звужуються кровоносні судини шкіри, і це зменшує тепловіддачу. Окрім цього, кровоток перерозподіляється до внутрішніх органів, що допомагає підтримувати їхню температуру. Також організм посилює продукцію тепла через посилення обміну речовин. Особливо активується катаболізм ліпідів і вуглеводів, у процесі розпаду яких виділяється багато енергії. Якщо тепловтрати не компенсуються, починається тремтіння — мимовільне скорочення підшкірних м'язів, енергія якого перетворюється на тепло. Механізми адаптації до перегрівання спрямовані, навпаки, на збільшення тепловіддачі й зниження теплопродукції. Насамперед відбувається розширення кровоносних судин шкіри, і через шкіру організм віддає в навколишнє середовище надлишок тепла. У той час, як температура середовища підвищується, ефективність цього механізму тепловіддачі знижується. Якщо температура перевищує +30 °С, провідним стає потовиділення. Волога, що випаровується з поверхні тіла й дихальних шляхів, охолоджує організм. У людини, яка багаторазово контактує з холодом, виробляються довготривалі захисні механізми. Наприклад, у жителів північних регіонів підвищений газообмін, високий уміст холестерину й жирних кислот у сироватці крові, стовщений шар підшкірного жиру. Інтенсивність обміну речовин у них підвищено на 10-15 %. В ескімосів це перевищення становить 15-30 %, до того ж основну масу їхнього раціону становлять білки й жири. Морфологічною адаптацією до клімату є різна статура корінних жителів холодних і жарких місцевостей (мал. 38.1). Довгі кінцівки збільшують площу поверхні тіла, тож збільшується тепловіддача. Невисокий зріст, короткі кінцівки, розвинений шар підшкірного жиру запобігають зайвим тепловтратам. Крім того, люди пристосовуються до холодного й жаркого клімату за рахунок особливостей поведінки, одягу, конструкції житла, харчування....
0 Переглянути

Адаптації людини й тварин до гіпоксії, тиску, концентрації солей

11 Клас

У високогірних районах атмосфера розряджена і вмісту кисню в повітрі недостатньо для нормального дихання. За таких умов виникає гіпоксія. У разі екстреної адаптації до гіпоксії збільшуються частота й глибина подиху, посилюється серцебиття, розширюються судини головного мозку й серця. Посилюється ефективність процесів енергетичного обміну, особливо гліколізу. Стимулюється вихід еритроцитів із кров'яних депо (селезінки). Якщо гіпоксія триває досить довго, формуються механізми тривалої адаптації. Відбувається гіпертрофія легень і серцевого м'яза, збільшується кількість альвеол у легенях. Активується утворення еритроцитів. У клітинах збільшується число мітохондрій, у тканинах підвищується ефективність метаболізму. У корінних мешканців високогір'їв Південної Америки й Гімалаїв наявні генетичні зміни молекули гемоглобіну, який добре насичує артеріальну кров киснем. Така адаптація характерна і для людей, і для тварин (мал. 39.1). Адаптація до гіпоксії в пірнаючих тварин Ефективні адаптації до нестачі кисню формуються в пірнаючих тварин. Так, морські змії можуть перебувати під водою 2,5 години, морські черепахи — 6 годин, кашалоти — до 2 годин (мал. 39.2). Пірнаючі тварини мають збільшений об'єм легень і високий вміст гемоглобіну в крові. Уміст міоглобіну в м'язах пірнаючих ссавців у 4 рази більший за наземних тварин. Під час занурення частота серцевих скорочень знижена, кровоток уповільнений і перерозподілений так, що насамперед кров'ю забезпечується головний мозок. Окрім того, кисень дуже заощаджується. Частина клітин може тимчасово переходити до анаеробного гліколізу....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 324 325 326 327 328 329 330 331 332 ... 343
Назад

Навігація