Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 7. ФОРМУВАННЯ АДАПТАЦІЙ НА ОРГАНІЗМОВОМУ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ

Пригадайте, у чому полягає вища нервова діяльність. Яким організмам вона притаманна? Що таке функціональна система органів? Що таке інстинкти, умовні та безумовні рефлекси? Що таке норма реакції, онтогенез і філогенез?

Адаптації на організмовому рівні спрямовані на відповідність будови та життєвих функцій організмів середовищу їхнього мешкання.

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.

Мал. 7.1. Класифікація видів адаптацій на організмовому рівні

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.

Мал. 7.2. Приклади морфологічних адаптацій: 1 - тушканчик малий єгипетський малопомітний для хижаків на тлі пустельних пісків (криптизм); 2 - неотруйний метелик скляниця велика тополева зовні нагадує осу (мімікрія); 3 - тропічний метелик каліма з розправленими крилами (а); зі складеними крилами (б) він нагадує листок (мімезія); 4 - ловильні листки комахоїдної рослини непентес нагадують квітки інших рослин, ними вона приваблює своїх жертв - комах; 5 - яскраво забарвлений кораловий аспід демонструє, що його укус може виявитися небезпечним (демонстрація)

Явище, коли забарвлення і поведінка тварин роблять їх помітними на тлі довкілля, має назву демонстрація (мал. 7.2, 5). Наприклад, яскраво забарвлені отруйні (колорадський жук, сонечка - їхня гемолімфа містить отруйні сполуки) або жалоносні (оси, бджоли) комахи сигналізують потенційному ворогу про небезпечність контактів з ними.

• Фізіологічні адаптації спрямовані на підтримання гомеостазу організму й пов’язані зі змінами функціонування окремих органів, систем органів або з формуванням функціональних систем. Вони забезпечують швидку реакцію організму на зміни у зовнішньому або внутрішньому середовищі й так само швидко зникають, коли дія певного чинника припиняється. Отже, фізіологічні адаптації насамперед пов’язані зі змінами інтенсивності процесів метаболізму: травлення, газообміну, кровообігу, виділення тощо. Це забезпечує підтримання стабільного обміну речовин і тривале існування в змінених умовах довкілля, а також одержання потомства.

• Онтогенетичні адаптації спрямовані на підтримання рівноваги між організмами та середовищем їхнього мешкання на різних стадіях індивідуального розвитку. Вони дають змогу реалізувати норму адаптивної реакції в умовах, у яких ця норма реакції склалася в процесі еволюції. Коли вплив факторів середовища на біологічну систему перевищує норму адаптивної реакції, система втрачає здатність до адаптації.

Запам'ятаємо

Норма адаптивної реакції - це межі, у яких біологічна система може змінюватися під впливом факторів середовища без порушень її цілісності та здатності саморегулювання.

• Адаптації, потрібні для здійснення онтогенезу (індивідуального розвитку), можуть закріплюватись у процесі історичного розвитку виду (філогенезу). Такі філогенетичні адаптації формуються протягом життя багатьох поколінь. Це насамперед ароморфози (наприклад, виникнення вторинних яйцевих оболонок у рептилій, птахів або ссавців, плаценти у ссавців, фаза лялечки у комах, що розвиваються з повним перетворенням) та ідіоадаптації (як-от, розвиток яйцевого зуба для розрізання шкаралупи в дитинчат крокодилів, черепах, пташенят; мал. 7.3).

• Етологічні адаптації пов’язані зі зміною поведінки особин. Ви пам’ятаєте, що поведінка тварин або людини пов’язана з реалізацією інстинктів (які становлять собою ланцюг взаємопов’язаних безумовних рефлексів, спрямованих на здійснення певної життєвої функції: полювання на здобич, захист від ворогів тощо; мал. 7.4) та умовних рефлексів.

Мал. 7.3. Яйцевий зуб, який формується у зародків птахів, але зникає у дорослих особин, - приклад філогенетичної адаптації

Мал. 7.4. Приклад етологічної адаптації: представники вищих раків - лангусти - здійснюють далекі міграції, шикуючись у довгі шеренги таким чином, що кожен наступний лангуст торкається вусиками попереднього; особини, які тримаються останніми, в разі небезпеки прямують до хижаків і викликають атаку на себе; це дає можливість вижити більшій частині групи та продовжити міграцію

• У людини спостерігають соціальні адаптації - процеси активного пристосування індивіда до умов соціального середовища - сукупності економічних, соціальних, політичних, духовних умов існування, формування та діяльності як окремих індивідуумів, так і соціальних груп.

Запам'ятаємо

Пристосованість будь-якого організму до умов середовища мешкання досягається за рахунок цілого комплексу адаптацій. При цьому що складніше організовані організми, то численніші та різноманітніші їхні адаптації.

Ключові терміни та поняття

криптизм, мімікрія, мімезія, норма адаптивної реакції.

Перевірте здобуті знання

1. Чим характеризуються адаптації, які формуються на організмовому рівні? 2. На які групи поділяють адаптації, притаманні різним організмам? 3. Чим характеризуються морфологічні адаптації? Наведіть приклади таких адаптацій. 4. Що собою становлять фізіологічні адаптації? 5. Що таке норма адаптивної реакції?

Поміркуйте

Який існує зв’язок між онтогенетичними та філогенетичними адаптаціями?