Адаптації (підготовка до НМТ 2025)

Адаптація як загальна властивість біологічних систем

Прикладами адаптацій організмового рівня може слугувати зміна поведінки тварин, будови або функцій у межах спадкової норми реакції за зміни умов існування. Зміна забарвлення хутра у Вивірки звичайної впродовж року (особина влітку та взимку)а – організмовогоб – популяційно-видового. Вивірка юкатанська. Вивірка японська Вивірка сіра. Вивірка звичайна

Адаптація (від. лат. adaptatio – пристосування) – властивість живого пристосовуватися до змін умов існування. Біологічні системи перебувають у процесі обміну речовин з навколишнім середовищем, що забезпечує їх необхідною енергією й зумовлює здатність до самооновлення. Як результат, відбувається динамічне оновлення хімічного складу, за якого стан рівноваги досягається завдяки здатності біологічних систем підтримувати гомеостаз. Гомеостаз – сталість внутрішнього середовища біологічної системи, що досягається шляхом координованих реакцій, які вможливлюють відновлення рівноваги.

Приклад з праці Ч. Р. Дарвіна «Походження видів шляхом природного добору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі за життя»: «Черепні шви в молодих ссавців розглядалися як прекрасне пристосування, що полегшує акт пологів, і, без сумніву, вони можуть сприяти або навіть бути необхідними, але оскільки ці шви існують і на черепах птахів і плазунів, яким доводиться тільки вилуплюватися з яйця, – то ми маємо право зробити висновок, що це пристосування випливає з самих законів росту, і тільки пізніше з нього була здобута користь при акті народження для вищих тварин.»Тіктаалік – рід викопних лопатеперих риб. Відбиток. Череп – вид спереду. Кінцівка – від плеча до плавця. Викопні рештки були виявлені 2004 р. у відкладеннях пізнього девону (близько 375 млн років тому) на острові Елсмір (північ Канади). Тіктааліка вважають перехідною формою між рибами й амфібіями: є плечовий пояс, легені

Стратегії адаптацій організмів. Науковці довели, що здатність організмів витрачати різну кількість ресурсів на розмноження сформувалася в процесі природного добору і є специфічною ознакою виду. За розміром затрат енергії, потрібної для розмноження, види організмів можна поділити на дві групи: рудерали (r-стратеги) і конкуренти (К-стратеги) (рис. 15).

У другому випадку особини популяцій виду у більшому ступені виживають завдяки індивідуальній пристосованості, вступаючи в міжвидову або внутрішньовидову конкуренцію. Таку сукупність пристосувань називають K-стратегія. Організми, які мають таку стратегію адаптації, характеризуються низькою смертністю на ранніх етапах розвитку і високою тривалістю життя. Завдяки високій пристосованості практично все потомство виживає, тому їхня чисельність коливається дуже слабо. Їм властива підвищена захищеність від хижаків, різні форми турботи про потомків. Така стратегія адаптацій характерна, наприклад, для великих ссавців, деревних рослин (рис. 17).

Тип С (англ. сompetitor – конкурент) – віолент. Це зазвичай великі за розмірами організми, які витрачають значну частину енергії на підтримання життя дорослих особин, маючи низьку народжуваність і смертність. Такі організми переважають в екосистемах і є конкурентоспроможними за сприятливих умов і відсутності порушень. За погіршення умов (висихання ґрунту, засолення тощо) або за порушень екосистеми такі організми гинуть, не маючи пристосувань для переживання дії цих чинників. Організм-віолент. Цуманська пуща. Полісся. Україна. Дуб. Організм-патієнт. Піщані пустелі Австралії. Ящірка молох. Організм-експлерент. Національний парк «Долина смерті». Каліфорнія. США. Тип СТип SТип R

Організм-віолент. Цуманська пуща. Полісся. Україна. Дуб. Організм-патієнт. Піщані пустелі Австралії. Ящірка молох. Організм-експлерент. Національний парк «Долина смерті». Каліфорнія. США. Тип СТип SТип RТип S (англ. stress-tolerant – стійкий до стресу) – патієнт. Це організми, здатні за рахунок спеціальних адаптацій переживати сильний стрес. Вони мешкають або в умовах дефіциту ресурсів, або в умовах, які обмежують споживання цих ресурсів (посуха, брак світла або ресурсів мінерального живлення, зависокі чи занизькі температури тощо), тому не мають великої конкуренції з іншими видами.

Організм-віолент. Цуманська пуща. Полісся. Україна. Дуб. Організм-патієнт. Піщані пустелі Австралії. Ящірка молох. Організм-експлерент. Національний парк «Долина смерті». Каліфорнія. США. Тип СТип SТип RТип R (лат. ruderis – бур’янистий) – експлерент. Ці організми заміщають віолентів під час сильних порушень середовищ мешкання внаслідок послаблення конкуренції. До цього типу зокрема відносять однорічні рослини, які утворюють велику кількість насіння. Воно або зберігається в ґрунті, або має пристосування для поширення. Ці організми також можуть використовувати ресурси в стабільних середовищах мешкання, але в період, коли вони виявляються тимчасово незатребуваними іншими видами.

Адаптивний потенціал виду. Багато видів рослин мають здатність у різних умовах використовувати різні пристосувальні можливості. Класичним прикладом пластичностість стратегії є болотна форма Сосни звичайної. Це карликова чагарникова форма висотою 60–80 см, довжина хвої якої не перевищує 1 см, а тривалість життя досягає 100 років. Ця сосна утворює шишки з насінням, з якого за сприятливих умов виростає звичайна сосна.

Адаптивний потенціал виду – ступінь пристосувальних можливостей виду в мінливих умовах навколишнього середовища. Види, які мають високий адаптивний потенціал і можуть виживати в широкому діапазоні змін умов існування, називають екологічно пластичними, або еврибіонтними. Такі види здатні заселяти нові місця мешкання, адаптуватися за великих порушень гомеостазу екосистеми, пристосовуватися до різноманітності умов існування в різних частинах великого за площею ареалу. Натомість екологічно непластичні, або стенобіонтні види вузько спеціалізовані до умов середовища мешкання, погано пристосовуються навіть до незначних змін, тобто мають невисокий адаптивний потенціал. Вид за адаптивним потенціалом: а – екологічно пластичний. Ведмідь бурийб – екологічно непластичний. Велика панда

Адаптивна радіація. Адаптивна радіація – утворення різноманітних форм організмів у межах виду або групи споріднених видів, що є результатом пристосування до різних умов середовища існування.

Екологічна ніша як наслідок адаптаційдо існування в екосистеміЕкологічна ніша – це положення виду в екосистемі, яке характеризується його біотичними зв’язками й вимогами до абіотичних чинників навколишнього середовища.

Симбіоз та його форми. Симбіоз – форми взаємодії й співіснування організмів різних видів в екосистемі. Однією з форм взаємодії є мутуалізм – співіснування різних видів, за якого вони отримують взаємну користь і в природі не існують один без одного, тобто їхній взаємозв’язок є облігатним (рис. 33).

Протокооперація – форма симбіозу, за якої співіснування корисне для обох видів, але не є обов’язковим. Коменсалізм – форми симбіозу, за якої організми одного виду (коменсали) отримують користь від організмів іншого виду, не зашкодивши йому, але й не приносячи користі.

Форму симбіозу видів, за якої організми одного виду (хижаки) живляться організмами іншого виду (жертвою), вступаючи в безпосередній контакт, називають хижацтвом.

Паразитизм – форма симбіозу організмів різних видів, з яких один (паразит) використовує іншого (хазяїна) як середовище мешкання та джерело живлення, покладаючи на нього (частково або повністю) регуляцію відносин з навколишнім середовищем. Ціп'як бичачий

Паразитизм – форма симбіозу організмів різних видів, з яких один (паразит) використовує іншого (хазяїна) як середовище мешкання та джерело живлення, покладаючи на нього (частково або повністю) регуляцію відносин з навколишнім середовищем. Ектопаразити – паразити, що живуть на поверхні тіла хазяїна (рис. 67). Паразитичні організми, що живуть усередині тіла хазяїна, називають ендопаразитами (рис. 68). Відоме також явище суперпаразитизму, за якого хазяїн певного паразита є, у свою чергу, паразитом іншого хазяїна.

Конкуренція– форма симбіозу між видами з подібними екологічними потребами, коли наявність конкурента зменшує можливості користування ресурсами

Спряжена еволюція (коеволюція) та коадаптація. У сучасній біологічній науці для позначення механізму взаємозумовлених змін складників угруповання, що розвивається, використовують термін спряжена еволюція, або коеволюція.

Спряжена еволюція (коеволюція) – це тип еволюції угруповання, що полягає у взаємодії великих груп організмів, які перебувають у тісному екологічному взаємозв’язку. Коадаптація – взаємна адаптація різних видів унаслідок спряженої еволюції (коеволюції).

Способи терморегуляції організмів

На основі здатності до фізіолого-біохімічної терморегуляції тварини поділяються на дві групи. Пойкілотермні тварини не зберігають постійного теплового балансу між теплоутворенням і тепловіддачею, унаслідок чого температура тіла істотно залежить від температури навколишнього середовища (рис. 47). Гомойотермні тварини зберігають постійний тепловий баланс і підтримують постійну високу температуру тіла (рис. 48).

Адаптивні біологічні ритми біологічних систем Біологічні ритми – циклічні коливання інтенсивності та характеру процесів життєдіяльності, в основі яких лежать кількісні та якісні зміни метаболізму біологічних систем. Добові ритми зумовлені обертанням Землі навколо своєї осі. Двічі на добу змінюється освітленість, що зумовлює коливання абіотичних чинників (температури, вологості тощо), які впливають на активність організмів. У рослин зміни освітленості викликають періодичність процесів фотосинтезу, транспірації, закриття та відкриття квіток тощо

Припливно-відпливні ритми зумовлені обертанням Місяця навколо Землі. Добре виражені в організмів, що мешкають у прибережній зоні відкритих морів і океанів. Протягом місячної доби (24 години 50 хвилин) відбувається по два припливи й відпливи, що спонукає організми пристосовуватися до таких періодичних змін умов існування (зміна забарвлення, розмноження, укриття в схованках).

Сезонні ритми зумовлені обертанням Землі навколо Сонця. Відтак виникають сезонні явища. Зі зміною сезонів пов’язані важливі життєві функції організмів: анабіоз, линяння, міграції, розмноження, розвиток, листопад тощо. Можливі впливи сезонних ритмів навіть на будову організмів (у попелиць, дафній – розміри тіла, будова окремих частин).

Річні та багаторічні ритми пов’язані з змінами сонячної активності та інших чинників протягом кількох років. Ці ритми виражені не так чітко, як сезонні. Прикладом багаторічних циклів є масові розмноження перелітної сарани й деяких інших тварин. Однорічні рослини

Фотоперіодизм – фізіологічна реакції організмів на співвідношення між довжиною дня і ночі. Фотоперіодизм у рослин виявляється в зміні процесів росту та розвитку. Унаслідок цих змін у клітинах рослин утворюються біологічно активні речовини (фітогормони), які впливають на різноманітні процеси життєдіяльності (цвітіння, листопад, проростання насіння, бульб, цибулин тощо). Залежно від реакції на довжину світлого періоду доби розрізняють рослини довгого (рис. 80) та короткого дня (рис. 81). Рослини короткого дня здебільшого зростають у приекваторіальних областях, довгого – у помірних широтах і полярних областях. Фотоперіодизм чіткіше виражений у рослин короткого дня. Він відіграє роль у географічному поширенні рослин і в регуляції їхнього сезонного ритму.

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

НМТ 2025

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ !!!