وصف التكيف مع شكل الجسم. التكيفات (الأجهزة). التكيفات المعقدة والمتقاطعة

هذه الملاحظة مثيرة للاهتمام. في حيوانات السكان الشماليين، جميع الأجزاء الطويلة من الجسم - الأطراف والذيل والأذنين - مغطاة بطبقة كثيفة من الشعر وتبدو أقصر نسبيًا من ممثلي نفس النوع، ولكنها تعيش في مناخات حارة.

وينطبق هذا النمط، المعروف باسم قاعدة ألين، على كل من الحيوانات البرية والمنزلية.

هناك اختلاف ملحوظ في بنية جسم الثعلب الشمالي والفنك في الجنوب، والخنزير البري الشمالي والخنزير البري في القوقاز. الكلاب المنزلية الهجينة في منطقة كراسنودار، كبير الماشيةيتميز الاختيار المحلي بوزن حي أقل مقارنة بممثلي هذه الأنواع، على سبيل المثال، أرخانجيلسك.

غالبًا ما تكون الحيوانات من السكان الجنوبيين طويلة الأرجل وطويلة الأذنين. نشأت الآذان الكبيرة، غير المقبولة في درجات الحرارة المنخفضة، كتكيف مع الحياة في المنطقة الساخنة.

وحيوانات المناطق الاستوائية لها آذان ضخمة (الفيلة، الأرانب، ذوات الحوافر). الآذان دالة الفيل الأفريقيوالتي تبلغ مساحتها 1/6 من سطح جسم الحيوان بأكمله. لديهم تعصيب وفيرة والأوعية الدموية. في الطقس الحار، يمر ما يقرب من ثلث إجمالي الدم المنتشر عبر الدورة الدموية لآذان الفيل. نتيجة لزيادة تدفق الدم، يتم إطلاق الحرارة الزائدة في البيئة الخارجية.

وأكثر إثارة للإعجاب بقدراتها على التكيف درجات حرارة عاليةأرنب الصحراء لابوس أليني. في هذه القوارض، 25% من إجمالي سطح الجسم مغطى بالأذنين العارية. ليس من الواضح ما هي المهمة البيولوجية الرئيسية لهذه الأذنين: اكتشاف اقتراب الخطر في الوقت المناسب أو المشاركة في التنظيم الحراري. يتم حل كل من المهمتين الأولى والثانية بواسطة الحيوان بفعالية كبيرة. القوارض لديها أذن حادة. نظام الدورة الدموية المتطور للأذنيات ذو القدرة الحركية الوعائية الفريدة يخدم التنظيم الحراري فقط. عن طريق زيادة والحد من تدفق الدم عبر الأذنين، يغير الحيوان نقل الحرارة بنسبة 200-300٪. تؤدي أجهزة السمع الخاصة بها وظيفة الحفاظ على التوازن الحراري وتوفير المياه.

بسبب تشبع الأذنيات بالنهايات العصبية الحساسة للحرارة والتفاعلات الحركية الوعائية السريعة، يتم إطلاق سطح الأذنيات في البيئة الخارجية. عدد كبيرالطاقة الحرارية الزائدة في كل من الفيل وخاصة الجذام.

يتناسب الهيكل الجسدي لأحد أقارب الأفيال الحديثة - الماموث - جيدًا مع سياق المشكلة قيد المناقشة. كان هذا المعادل الشمالي للفيل، إذا حكمنا من خلال البقايا المحفوظة المكتشفة في التندرا، أكبر بكثير من قريبه الجنوبي. لكن آذان الماموث كانت ذات مساحة نسبية أصغر وكانت مغطاة أيضًا بشعر كثيف. كان للماموث أطراف قصيرة نسبيًا وجذع قصير.

الأطراف الطويلة غير ملائمة في ظروف درجات الحرارة المنخفضة، حيث يتم فقدان الكثير من الطاقة الحرارية من سطحها. لكن في المناخات الحارة، تعتبر الأطراف الطويلة وسيلة تكيف مفيدة. في الظروف الصحراوية، عادة ما تكون الإبل والماعز والخيول المحلية وكذلك الأغنام والقطط طويلة الأرجل.

وفقا ل N. Hensen، نتيجة للتكيف مع درجات الحرارة المنخفضة في الحيوانات، تتغير خصائص الدهون تحت الجلد ونخاع العظام. في حيوانات القطب الشمالي، تتمتع الدهون العظمية من كتيبة الأصابع بنقطة انصهار منخفضة ولا تتصلب حتى في الصقيع الشديد. ومع ذلك، فإن الدهون العظمية من العظام التي لا تتلامس مع سطح بارد، مثل عظم الفخذ، لها الخصائص الفيزيائية والكيميائية المعتادة. توفر الدهون السائلة في عظام الأطراف السفلية العزل وحركة المفاصل.

ويلاحظ تراكم الدهون ليس فقط في الحيوانات الشمالية، حيث أنها بمثابة عزل حراري ومصدر للطاقة خلال الفترات التي يكون فيها الغذاء غير متوفر بسبب سوء الأحوال الجوية الشديدة. الحيوانات التي تعيش في المناخات الحارة تتراكم أيضًا الدهون. لكن نوعية وكمية وتوزيع الدهون في جميع أنحاء الجسم تختلف بين الحيوانات الشمالية والجنوبية. في حيوانات القطب الشمالي البرية، يتم توزيع الدهون في الأنسجة تحت الجلد بالتساوي في جميع أنحاء الجسم. في هذه الحالة، يشكل الحيوان نوعا من الكبسولة العازلة للحرارة.

في الحيوانات المنطقة المعتدلةتتراكم الدهون كعازل للحرارة فقط في الأنواع ذات الطبقات ضعيفة التطور. في معظم الحالات، تعمل الدهون المتراكمة كمصدر للطاقة خلال فترة الشتاء (أو الصيف) العجاف.

في المناخات الحارة، تتحمل رواسب الدهون تحت الجلد عبئًا فسيولوجيًا مختلفًا. يتميز توزيع رواسب الدهون في جميع أنحاء جسم الحيوانات بتفاوت كبير. تتمركز الدهون في الأجزاء العلوية والخلفية من الجسم. على سبيل المثال، في ذوات الحوافر السافانا الأفريقيةيتم وضع طبقة الدهون تحت الجلد على طول العمود الفقري. يحمي الحيوان من أشعة الشمس الحارقة. البطن خالي تماما من الدهون. وهذا أيضًا منطقي جدًا. تضمن الأرض أو العشب أو الماء الأكثر برودة من الهواء إزالة الحرارة بشكل فعال من خلال جدار البطن في حالة عدم وجود الدهون. تعتبر رواسب الدهون الصغيرة في الحيوانات في المناخات الحارة أيضًا مصدرًا للطاقة خلال فترات الجفاف وما يرتبط به من جوع للحيوانات العاشبة.

تؤدي الدهون الداخلية للحيوانات في المناخات الحارة والجافة وظيفة أخرى مفيدة للغاية. في ظروف النقص أو الغياب التامتعمل الدهون الداخلية للمياه كمصدر للمياه. تظهر الدراسات الخاصة أن أكسدة 1000 جرام من الدهون يصاحبها تكوين 1100 جرام من الماء.

تعد الجمال والأغنام ذات الذيل السميك والأغنام ذات الذيل السمين وأبقار الزيبو بمثابة أمثلة على التواضع في الظروف الصحراوية القاحلة. تبلغ كتلة الدهون المتراكمة في سنام الجمل وذيل الخروف 20٪ من وزنهما الحي. تظهر الحسابات أن الأغنام ذات الذيل الدهني التي يبلغ وزنها 50 كيلوغراما لديها إمدادات مياه تبلغ حوالي 10 لترات، والجمل أكثر - حوالي 100 لتر. توضح أحدث الأمثلة التكيفات المورفولوجية والكيميائية الحيوية للحيوانات مع درجات الحرارة القصوى. التكيفات المورفولوجيةينتشر إلى العديد من الأعضاء. تمتلك الحيوانات الشمالية حجمًا كبيرًا من الجهاز الهضمي وطولًا نسبيًا كبيرًا للأمعاء؛ الدهون الداخليةفي الثرب والكبسولة المحيطة.

تتمتع حيوانات المنطقة القاحلة بعدد من السمات الوظيفية لتكوين الجهاز البولي وإفرازه. مرة أخرى في بداية القرن العشرين. اكتشف علماء المورفولوجية اختلافات في بنية كلى الحيوانات الصحراوية وحيوانات المناخ المعتدل. في الحيوانات التي تعيش في المناخات الحارة، يكون النخاع أكثر تطورًا بسبب تضخم الجزء الأنبوبي المستقيمي من النيفرون.

على سبيل المثال، في الأسد الأفريقي يبلغ سمك النخاع الكلوي 34 ملم، بينما في الخنزير المنزلي يبلغ 6.5 ملم فقط. ترتبط قدرة الكلى على تركيز البول بشكل إيجابي بطول حلقة هندل.

بالإضافة إلى السمات الهيكلية في حيوانات المنطقة القاحلة، الميزات الوظيفيةالجهاز البولي. وبالتالي، بالنسبة لفئران الكنغر، فإن القدرة الواضحة أمر طبيعي المثانةإعادة امتصاص الماء من البول الثانوي. في القنوات الصاعدة والهابطة لحلقة هندل، يتم ترشيح اليوريا - وهي عملية شائعة في الجزء العقيدي من النيفرون.

يعتمد الأداء التكيفي للجهاز البولي على التنظيم العصبي الهرموني مع مكون هرموني واضح. في فئران الكنغر، يزداد تركيز هرمون الفاسوبريسين. وهكذا، في بول فأر الكنغر يبلغ تركيز هذا الهرمون 50 وحدة / مل، وفي فأر المختبر يبلغ فقط 5-7 وحدات / مل. في أنسجة الغدة النخامية لجرذ الكنغر، يبلغ محتوى الفاسوبريسين 0.9 وحدة/مجم، وفي فأر المختبر أقل بثلاث مرات (0.3 وحدة/مجم). مع الحرمان من الماء، تظل الاختلافات بين الحيوانات قائمة، على الرغم من زيادة النشاط الإفرازي للنخامية العصبية في كل من الحيوان والآخر.

يكون فقدان الوزن الحي أثناء الحرمان من الماء أقل في الحيوانات القاحلة. إذا فقد الجمل 2-3٪ من وزنه الحي خلال يوم العمل، ولم يحصل إلا على تبن منخفض الجودة، فإن الحصان والحمار في نفس الظروف سيفقدان 6-8٪ من وزنهما الحي بسبب الجفاف.

درجة حرارة الموائل لها تأثير كبير على الهيكل جلدالحيوانات. في المناخات الباردة، يكون الجلد أكثر سمكًا، ويكون المعطف أكثر سمكًا، ويوجد زغب. كل هذا يساعد على تقليل التوصيل الحراري لسطح الجسم. أما في الحيوانات التي تعيش في المناخات الحارة فإن العكس هو الصحيح: جلد رقيق، وشعر متناثر، وانخفاض خصائص العزل الحراري للجلد بشكل عام.

إذا وجدت خطأ، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.

ردود الفعل على العوامل البيئية غير المواتية لا تضر بالكائنات الحية إلا في ظل ظروف معينة، ولكن في معظم الحالات لها أهمية تكيفية. لذلك، أطلق سيلي على هذه الاستجابات اسم "متلازمة التكيف العام". وفي أعماله اللاحقة، استخدم مصطلحي "الإجهاد" و"متلازمة التكيف العام" كمرادفين.

التكيفهي عملية محددة وراثيا لتشكيل أنظمة الحماية التي تضمن زيادة الاستقرار ومسار التطور في الظروف غير المواتية لها.

يعد التكيف من أهم الآليات التي تزيد من استقرار النظام البيولوجي، بما في ذلك الكائن النباتي، في ظروف الوجود المتغيرة. كيف جسم أفضلكلما تكيفت مع عامل ما، كلما زادت مقاومتها لتقلباتها.

تسمى القدرة المحددة وراثيًا للكائن الحي على تغيير عملية التمثيل الغذائي ضمن حدود معينة اعتمادًا على عمل البيئة الخارجية معيار رد الفعل. يتم التحكم فيه عن طريق التركيب الوراثي وهو مميز لجميع الكائنات الحية. معظم التعديلات التي تحدث ضمن النطاق الطبيعي للتفاعل لها أهمية تكيفية. إنها تتوافق مع التغيرات في البيئة وتوفر بقاء أفضل للنبات في ظل الظروف المتقلبة بيئة. وفي هذا الصدد، فإن مثل هذه التعديلات لها أهمية تطورية. تم تقديم مصطلح "قاعدة التفاعل" بواسطة V.L. يوهانسن (1909).

كلما زادت قدرة نوع ما أو صنف ما على التعديل بما يتوافق مع البيئة، كلما زاد معدل تفاعله وارتفعت قدرته على التكيف. هذه الخاصية تميز الأصناف المقاومة للمحاصيل. كقاعدة عامة، لا تؤدي التغيرات الطفيفة والقصيرة المدى في العوامل البيئية إلى اضطرابات كبيرة في الوظائف الفسيولوجية للنباتات. ويرجع ذلك إلى قدرتهم على الحفاظ على التوازن الديناميكي النسبي للبيئة الداخلية واستقرار الوظائف الفسيولوجية الأساسية في بيئة خارجية متغيرة. وفي الوقت نفسه، تؤدي التأثيرات المفاجئة وطويلة الأمد إلى تعطيل العديد من وظائف النبات، وفي كثير من الأحيان إلى موته.

يشمل التكيف جميع العمليات والتكيفات (التشريحية، المورفولوجية، الفسيولوجية، السلوكية، إلخ) التي تساهم في زيادة الاستقرار وتساهم في بقاء النوع.

1.الأجهزة التشريحية والمورفولوجية. في بعض ممثلي النباتات الجافة، يصل طول نظام الجذر إلى عدة عشرات من الأمتار، مما يسمح للنبات باستخدام المياه الجوفية وعدم التعرض لنقص الرطوبة في ظروف التربة والجفاف الجوي. في نباتات جفافية أخرى، فإن وجود بشرة سميكة، وأوراق محتلم، وتحول الأوراق إلى أشواك يقلل من فقدان الماء، وهو أمر مهم للغاية في ظروف نقص الرطوبة.

تعمل الشعيرات والأشواك اللاذعة على حماية النباتات من أن تأكلها الحيوانات.

تبدو الأشجار الموجودة في التندرا أو على ارتفاعات الجبال العالية مثل الشجيرات الزاحفة القرفصاء؛ في فصل الشتاء تكون مغطاة بالثلوج، مما يحميها من الصقيع الشديد.

في المناطق الجبلية ذات التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة اليومية، غالبًا ما يكون للنباتات شكل وسائد منتشرة ذات سيقان عديدة متباعدة بكثافة. يتيح لك ذلك الحفاظ على الرطوبة داخل الوسائد ودرجة حرارة موحدة نسبيًا طوال اليوم.

في المستنقعات والنباتات المائية، يتم تشكيل حمة خاصة حاملة للهواء (Aerenchyma)، وهي عبارة عن خزان للهواء وتسهل تنفس أجزاء النبات المغمورة في الماء.

2. التكيفات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية. في النباتات العصارية، يكون التكيف للنمو في الظروف الصحراوية وشبه الصحراوية هو استيعاب ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي عبر مسار CAM. تحتوي هذه النباتات على ثغور مغلقة أثناء النهار. وبذلك يحافظ النبات على احتياطيه المائي الداخلي من التبخر. في الصحاري، الماء هو العامل الرئيسي الذي يحد من نمو النباتات. تفتح الثغور ليلاً، وفي هذا الوقت يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى أنسجة التمثيل الضوئي. يحدث التورط اللاحق لثاني أكسيد الكربون في دورة التمثيل الضوئي خلال النهار عندما تكون الثغور مغلقة.

تشمل التكيفات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية قدرة الثغور على الفتح والإغلاق، اعتمادًا على الظروف الخارجية. يساعد التوليف في خلايا حمض الأبسيسيك والبرولين والبروتينات الواقية والأليكسينات النباتية والمبيدات النباتية وزيادة نشاط الإنزيمات التي تتصدى للتحلل التأكسدي للمواد العضوية وتراكم السكريات في الخلايا وعدد من التغييرات الأخرى في عملية التمثيل الغذائي على زيادة مقاومة النباتات لظروف بيئية غير مواتية.

يمكن تنفيذ نفس التفاعل الكيميائي الحيوي بواسطة عدة أشكال جزيئية من نفس الإنزيم (الإنزيمات المتماثلة)، حيث يُظهر كل شكل إسوي نشاطًا حفازًا في نطاق ضيق نسبيًا لبعض العوامل البيئية، مثل درجة الحرارة. إن وجود عدد من نظائر الإنزيمات يسمح للنبات بإجراء تفاعلات في نطاق درجات حرارة أوسع بكثير مقارنة بكل نظائر إنزيمية فردية. وهذا يسمح للمصنع بأداء الوظائف الحيوية بنجاح في ظروف درجات الحرارة المتغيرة.

3. التكيف السلوكي، أو تجنب العوامل غير المواتية. ومن الأمثلة على ذلك الأشياء الزائلة والأشياء الزائلة (الخشخاش، عشب الطير، الزعفران، الزنبق، قطرات الثلج). إنهم يمرون بدورة التطوير بأكملها في الربيع خلال 1.5-2 أشهر، حتى قبل بداية الحرارة والجفاف. وهكذا، يبدو أنهم يغادرون، أو يتجنبون الوقوع تحت تأثير عامل الضغط. وبالمثل، تشكل أصناف المحاصيل الزراعية الناضجة مبكرا محصولا قبل بداية الظروف الجوية غير المواتية. الظواهر الموسمية: ضباب أغسطس، الأمطار، الصقيع. ولذلك، فإن اختيار العديد من المحاصيل الزراعية يهدف إلى خلق أصناف النضج المبكر. تقضي النباتات المعمرة فترة الشتاء على شكل جذور وبصيلات في التربة تحت الثلج مما يحميها من التجمد.

يتم تكيف النباتات مع العوامل غير المواتية في وقت واحد على العديد من مستويات التنظيم - من خلية فردية إلى التكاثر النباتي. كلما ارتفع مستوى التنظيم (الخلية، الكائن الحي، السكان)، زاد عدد الآليات المشاركة في وقت واحد في تكيف النبات مع الإجهاد.

يتم تنظيم عمليات التمثيل الغذائي والتكيف داخل الخلية باستخدام الأنظمة: التمثيل الغذائي (الأنزيمي)؛ الوراثية. غشاء هذه الأنظمة مترابطة بشكل وثيق. وبالتالي، فإن خصائص الأغشية تعتمد على نشاط الجينات، والنشاط التفاضلي للجينات نفسها يقع تحت سيطرة الأغشية. يتم التحكم في تركيب الإنزيمات ونشاطها على المستوى الجيني، بينما تنظم الإنزيمات في نفس الوقت استقلاب الحمض النووي في الخلية.

على المستوى العضويتتم إضافة آليات جديدة إلى آليات التكيف الخلوية، مما يعكس تفاعل الأعضاء. في ظروف غير مواتية، تقوم النباتات بإنشاء وتحتفظ بهذه الكمية من عناصر الفاكهة التي يتم تزويدها بما فيه الكفاية بالمواد اللازمة لتشكيل بذور كاملة. على سبيل المثال، في نورات الحبوب المزروعة وفي تيجان أشجار الفاكهة، في ظل ظروف غير مواتية، قد يسقط أكثر من نصف المبايض المنشأة. تعتمد هذه التغييرات على العلاقات التنافسية بين الأعضاء للمواد والمواد الغذائية النشطة من الناحية الفسيولوجية.

في ظل ظروف الإجهاد، تتسارع بشكل حاد عمليات الشيخوخة وسقوط الأوراق السفلى. وفي الوقت نفسه، تنتقل المواد التي تحتاجها النباتات منها إلى الأعضاء الشابة، استجابةً لاستراتيجية بقاء الكائن الحي. بفضل إعادة التدوير العناصر الغذائيةمن الأوراق السفلية، تظل الأوراق الأصغر سنا، الأوراق العليا، قابلة للحياة.

تعمل آليات تجديد الأعضاء المفقودة. على سبيل المثال، يتم تغطية سطح الجرح بنسيج غلافي ثانوي (محيط الأدمة بالجرح)، ويتم شفاء الجرح الموجود على الجذع أو الفرع بالعقيدات (النسيج). عند فقدان البراعم القمية، تستيقظ البراعم الخاملة في النباتات وتتطور البراعم الجانبية بشكل مكثف. كما يعد تجديد الأوراق في الربيع بدلاً من تلك التي سقطت في الخريف مثالاً على تجديد الأعضاء الطبيعية. التجديد باعتباره التكيف البيولوجي الذي يوفر التكاثر الخضريشرائح النباتات من الجذر، والجذمور، والثالوس، والساق و قصاصات الأوراق، الخلايا المعزولة، البروتوبلاستات الفردية، لها أهمية عملية كبيرة لزراعة النباتات، وزراعة الفاكهة، والغابات، وبستنة الزينة، وما إلى ذلك.

كما يشارك الجهاز الهرموني في عمليات الحماية والتكيف على مستوى النبات. على سبيل المثال، تحت تأثير الظروف غير المواتية في النبات، يزيد بشكل حاد محتوى مثبطات النمو: الإيثيلين وحمض الأبسيسيك. إنها تقلل من عملية التمثيل الغذائي، وتمنع عمليات النمو، وتسرع الشيخوخة، وفقدان الأعضاء، وانتقال النبات إلى حالة سبات. تثبيط النشاط الوظيفي في ظل ظروف الإجهاد تحت تأثير مثبطات النمو هو رد فعل مميز للنباتات. في الوقت نفسه، ينخفض ​​\u200b\u200bمحتوى منشطات النمو في الأنسجة: السيتوكينين والأوكسين والجبرلين.

على مستوى السكانيتم إضافة الاختيار، الأمر الذي يؤدي إلى ظهور كائنات أكثر تكيفا. يتم تحديد إمكانية الاختيار من خلال وجود تباين داخل التجمعات السكانية في مقاومة النبات للعوامل البيئية المختلفة. مثال على التباين بين المجموعات السكانية في المقاومة يمكن أن يكون الظهور غير المتكافئ للشتلات في التربة المالحة وزيادة التباين في توقيت الإنبات مع زيادة الضغوطات.

عرض في فكرة حديثةيتكون من عدد كبير من الأنماط الحيوية - وحدات بيئية أصغر متطابقة وراثيا، ولكنها تظهر مقاومة مختلفة للعوامل البيئية. في ظل ظروف مختلفة، لا تكون جميع الأنواع الحيوية قابلة للحياة بشكل متساوٍ، ونتيجة للمنافسة، تبقى فقط تلك التي تلبي الشروط المحددة على أفضل وجه. أي أن مقاومة السكان (التنوع) لعامل أو آخر يتم تحديدها من خلال مقاومة الكائنات الحية التي يتكون منها السكان. وتشمل الأصناف المقاومة مجموعة من الأنماط الحيوية التي توفر إنتاجية جيدة حتى في الظروف غير المواتية.

في الوقت نفسه، أثناء زراعة الأصناف على المدى الطويل، يتغير تكوين ونسبة الأنواع الحيوية في السكان، مما يؤثر على إنتاجية ونوعية الصنف، في كثير من الأحيان ليس للأفضل.

لذلك يشمل التكيف جميع العمليات والتكيفات التي تزيد من مقاومة النباتات للظروف البيئية غير المواتية (تشريحية، مورفولوجية، فسيولوجية، كيميائية حيوية، سلوكية، سكانية، إلخ).

ولكن لاختيار أكثر طريقة فعالةالتكيف هو الشيء الرئيسي هو الوقت الذي يجب على الجسم أن يتكيف فيه مع الظروف الجديدة.

في حالة حدوث إجراء مفاجئ لعامل متطرف، لا يمكن تأخير الاستجابة؛ يجب أن تتبعه على الفور لتجنب حدوث ضرر لا يمكن إصلاحه للمصنع. مع التعرض لفترة طويلة لقوة صغيرة، تحدث تغييرات تكيفية تدريجيًا، ويزداد اختيار الاستراتيجيات الممكنة.

وفي هذا الصدد، هناك ثلاث استراتيجيات رئيسية للتكيف: تطوري, جينيةو عاجل. الهدف من الإستراتيجية هو الاستخدام الفعال للموارد المتاحة لتحقيق الهدف الرئيسي - بقاء الجسم تحت الضغط. تهدف استراتيجية التكيف إلى الحفاظ على السلامة الهيكلية للجزيئات الحيوية والنشاط الوظيفي الهياكل الخلوية، الحفاظ على أنظمة تنظيم الحياة، وتزويد النباتات بالطاقة.

التكيفات التطورية أو التطورية(سلالة - تطور نوع بيولوجي مع مرور الوقت) هي التكيفات التي تنشأ أثناء عملية تطوريةعلى أساس الطفرات الجينية والاختيار والموروثة. هم الأكثر موثوقية لبقاء النبات.

في عملية التطور، طور كل نوع من النباتات احتياجات معينة لظروف المعيشة والقدرة على التكيف مع البيئة البيئية التي يشغلها، وهو التكيف المستقر للكائن الحي مع بيئته. تحمل الرطوبة والظل، مقاومة الحرارة، مقاومة البرد وغيرها الميزات البيئيةتم تشكيل أنواع نباتية معينة نتيجة للعمل المطول للظروف المناسبة. وبالتالي فإن النباتات المحبة للحرارة وقصيرة النهار هي سمة من سمات النباتات خطوط العرض الجنوبية، أقل تطلبًا للحرارة ونباتات النهار الطويل - بالنسبة للنباتات الشمالية. إن العديد من التكيفات التطورية للنباتات الجافة مع الجفاف معروفة جيدًا: الاستخدام الاقتصادي للمياه، ونظام الجذر العميق، وتساقط الأوراق والانتقال إلى حالة نائمة، وغيرها من التكيفات.

وفي هذا الصدد، تظهر أصناف النباتات الزراعية مقاومة على وجه التحديد لتلك العوامل البيئية التي يتم على أساسها تربية واختيار الأشكال الإنتاجية. إذا تم الاختيار في عدد من الأجيال المتعاقبة على خلفية التأثير المستمر لبعض العوامل غير المواتية، فيمكن زيادة مقاومة الصنف بشكل كبير. ومن الطبيعي أن يتم اختيار الأصناف من قبل معهد الأبحاث زراعةجنوب شرق (ساراتوف) أكثر مقاومة للجفاف من الأصناف التي تم إنشاؤها في مراكز التكاثر في منطقة موسكو. وبنفس الطريقة، في المناطق البيئية ذات الظروف المناخية غير المواتية للتربة، تم تشكيل أصناف نباتية محلية مقاومة، وأنواع النباتات المستوطنة مقاومة على وجه التحديد للضغوط التي يتم التعبير عنها في بيئتها.

خصائص مقاومة أصناف القمح الربيعي من مجموعة معهد عموم روسيا لزراعة النباتات (سيميونوف وآخرون، 2005)

متنوع	أصل	الاستدامة
إنيتا	منطقة موسكو	مقاومة للجفاف بشكل معتدل
ساراتوفسكايا 29	منطقة ساراتوف	مقاومة للجفاف
المذنب	منطقة سفيردلوفسك	مقاومة للجفاف
كاراسينو	البرازيل	مقاومة للأحماض
مقدمة	البرازيل	مقاومة للأحماض
كولونيا	البرازيل	مقاومة للأحماض
ترينتاني	البرازيل	مقاومة للأحماض
PPG-56	كازاخستان	مقاومة للملح
أوش	قيرغيزستان	مقاومة للملح
سورخاك 5688	طاجيكستان	مقاومة للملح
ميسيل	النرويج	يتحمل الملح

في البيئة الطبيعية، تتغير الظروف البيئية عادة بسرعة كبيرة، والوقت الذي يصل فيه عامل الإجهاد إلى مستوى ضار لا يكفي لتشكيل التكيفات التطورية. في هذه الحالات، لا تستخدم النباتات آليات دفاعية دائمة، ولكنها ناجمة عن الضغوطات، والتي يكون تكوينها محددًا وراثيًا (محددًا).

التكيفات الجينية (المظهرية).لا ترتبط بالطفرات الجينية وليست موروثة. يستغرق تكوين هذا النوع من التكيف وقتًا طويلاً نسبيًا، ولهذا يطلق عليه اسم التكيفات طويلة المدى. إحدى هذه الآليات هي قدرة عدد من النباتات على تشكيل مسار التمثيل الضوئي من نوع CAM الموفر للمياه في ظل ظروف نقص المياه الناجم عن الجفاف والملوحة ودرجات الحرارة المنخفضة وغيرها من الضغوطات.

ويرتبط هذا التكيف بتحفيز التعبير عن جين كربوكسيلاز الفوسفونول بيروفات، وهو "غير نشط" في الظروف العادية، وجينات الإنزيمات الأخرى في مسار CAM الخاص باستيعاب ثاني أكسيد الكربون، مع التخليق الحيوي للأسموليتات (البرولين)، مع تفعيل أنظمة مضادات الأكسدة والتغيرات في الإيقاعات اليومية لحركات الثغور. كل هذا يؤدي إلى استخدام اقتصادي للغاية للمياه.

في المحاصيل الحقلية، على سبيل المثال، الذرة، تكون الهوائية غائبة في ظل ظروف النمو العادية. ولكن في ظل ظروف الفيضان ونقص الأكسجين في أنسجة الجذور، تموت بعض خلايا القشرة الأولية للجذر والساق (موت الخلايا المبرمج، أو موت الخلايا المبرمج). في مكانها، يتم تشكيل تجاويف يتم من خلالها نقل الأكسجين من الجزء الموجود فوق سطح الأرض من النبات إلى نظام الجذر. إشارة موت الخلايا هي تخليق الإيثيلين.

التكيف العاجليحدث مع تغيرات سريعة ومكثفة في الظروف المعيشية. لأنه يقوم على تشكيل وعمل أنظمة الدفاع عن الصدمات. تشمل أنظمة الدفاع عن الصدمات، على سبيل المثال، نظام بروتين الصدمة الحرارية، الذي يتشكل استجابة للارتفاع السريع في درجة الحرارة. توفر هذه الآليات ظروفًا قصيرة المدى للبقاء تحت تأثير عامل ضار وبالتالي تخلق المتطلبات الأساسية لتشكيل آليات تكيف متخصصة أكثر موثوقية على المدى الطويل. ومن أمثلة آليات التكيف المتخصصة التكوين الجديد للبروتينات المضادة للتجمد في درجات حرارة منخفضة أو تخليق السكريات أثناء فترة الشتاء للمحاصيل الشتوية. وفي الوقت نفسه، إذا تجاوز التأثير الضار لعامل ما قدرات الجسم الوقائية والتعويضية، فإن الوفاة تحدث حتماً. وفي هذه الحالة يموت الكائن الحي في مرحلة الاستعجال أو في مرحلة التكيف المتخصص، وذلك حسب شدة العامل الشديد ومدته.

يميز محددو غير محدد (عام)استجابات النبات للضغوطات

ردود فعل غير محددةلا تعتمد على الطبيعة عامل نشط. وهي نفسها تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، أو نقص أو زيادة الرطوبة، أو ارتفاع تركيز الأملاح في التربة أو الغازات الضارة في الهواء. في جميع الحالات، تزداد نفاذية الأغشية في الخلايا النباتية، ويضعف التنفس، ويزيد التحلل المائي للمواد، ويزيد تخليق الإيثيلين وحمض الأبسيسيك، ويتم تثبيط انقسام الخلايا واستطالتها.

يعرض الجدول مجموعة معقدة من التغييرات غير المحددة التي تحدث في النباتات تحت تأثير العوامل البيئية المختلفة.

التغييرات في المعلمات الفسيولوجية في النباتات تحت ظروف الإجهاد (وفقًا لـ G.V. Udovenko، 1995)

خيارات	طبيعة التغيرات في المعلمات في ظل الظروف
	جفاف	الملوحة	ارتفاع درجة الحرارة	درجة حرارة منخفضة
تركيز الأيونات في الأنسجة	تزايد	تزايد	تزايد	تزايد
النشاط المائي في الخلية	شلالات	شلالات	شلالات	شلالات
الإمكانات الأسموزي للخلية	تزايد	تزايد	تزايد	تزايد
القدرة على الاحتفاظ بالمياه	تزايد	تزايد	تزايد	—
نقص المياه	تزايد	تزايد	تزايد	—
نفاذية البروتوبلازم	تزايد	تزايد	تزايد	—
معدل النتح	شلالات	شلالات	تزايد	شلالات
كفاءة النتح	شلالات	شلالات	شلالات	شلالات
كفاءة الطاقة في التنفس	شلالات	شلالات	شلالات	—
شدة التنفس	تزايد	تزايد	تزايد	—
الفسفرة الضوئية	متناقص	متناقص	—	متناقص
استقرار الحمض النووي النووي	تزايد	تزايد	تزايد	تزايد
النشاط الوظيفي للحمض النووي	متناقص	متناقص	متناقص	متناقص
تركيز البرولين	تزايد	تزايد	تزايد	—
محتوى البروتينات القابلة للذوبان في الماء	تزايد	تزايد	تزايد	تزايد
ردود الفعل الاصطناعية	محبَط	محبَط	محبَط	محبَط
امتصاص الأيونات عن طريق الجذور	قمعت	قمعت	قمعت	قمعت
نقل المواد	محبَط	محبَط	محبَط	محبَط
تركيز الصباغ	شلالات	شلالات	شلالات	شلالات
انقسام الخلايا	الكبح	الكبح	—	—
تمدد الخلايا	قمعت	قمعت	—	—
عدد عناصر الفاكهة	مخفض	مخفض	مخفض	مخفض
شيخوخة الأعضاء	متسارع	متسارع	متسارع	—
الحصاد البيولوجي	تم تخفيض رتبته	تم تخفيض رتبته	تم تخفيض رتبته	تم تخفيض رتبته

استناداً إلى البيانات الواردة في الجدول، يمكن ملاحظة أن مقاومة النبات لعدة عوامل تكون مصحوبة بتغيرات فسيولوجية أحادية الاتجاه. وهذا يعطي سببًا للاعتقاد بأن زيادة مقاومة النبات لعامل واحد قد تكون مصحوبة بزيادة في مقاومة عامل آخر. وقد تم تأكيد ذلك من خلال التجارب.

أظهرت التجارب التي أجراها معهد فسيولوجيا النبات التابع للأكاديمية الروسية للعلوم (فل. ف. كوزنتسوف وآخرون) أن المعالجة الحرارية قصيرة المدى لنباتات القطن مصحوبة بزيادة في مقاومتها للملوحة اللاحقة. ويؤدي تكيف النباتات مع الملوحة إلى زيادة مقاومتها لدرجات الحرارة المرتفعة. تزيد الصدمة الحرارية من قدرة النباتات على التكيف مع الجفاف اللاحق، وعلى العكس من ذلك، أثناء الجفاف، تزداد مقاومة الجسم لدرجات الحرارة المرتفعة. يؤدي التعرض قصير المدى لدرجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة مقاومة المعادن الثقيلة والأشعة فوق البنفسجية فئة باء. الجفاف السابق يعزز بقاء النبات في الملوحة أو الظروف الباردة.

تسمى عملية زيادة مقاومة الجسم لعامل بيئي معين نتيجة التكيف مع عامل ذو طبيعة مختلفة التكيف المتقاطع.

ولدراسة آليات المقاومة العامة (غير النوعية)، فإن استجابة النباتات للعوامل المسببة لنقص الماء في النباتات: الملوحة، الجفاف، درجات الحرارة المنخفضة والعالية، وغيرها أمر ذو أهمية كبيرة. على مستوى الكائن الحي بأكمله، تستجيب جميع النباتات لنقص الماء بنفس الطريقة. يتميز بتثبيط نمو البراعم، وزيادة نمو نظام الجذر، وتخليق حمض الأبسيسيك، وانخفاض توصيل الثغور. بعد مرور بعض الوقت، تتقدم الأوراق السفلية بسرعة ويتم ملاحظة موتها. تهدف جميع هذه التفاعلات إلى تقليل استهلاك الماء عن طريق تقليل سطح التبخر، وكذلك عن طريق زيادة نشاط الامتصاص للجذر.

ردود فعل محددة- هذه ردود أفعال على عمل أي عامل إجهاد. وهكذا، يتم تصنيع فيتواليكسين (المواد ذات خصائص المضادات الحيوية) في النباتات استجابة للاتصال مع مسببات الأمراض.

إن خصوصية أو عدم خصوصية تفاعلات الاستجابة تعني، من ناحية، موقف النبات تجاه الضغوطات المختلفة، ومن ناحية أخرى، خصوصية تفاعلات النبات. أنواع مختلفةوأصناف لنفس الضغوطات.

يعتمد مظهر الاستجابات النباتية المحددة وغير المحددة على قوة الإجهاد وسرعة تطوره. تحدث استجابات محددة في كثير من الأحيان إذا تطور التوتر ببطء، وكان لدى الجسم الوقت لإعادة البناء والتكيف معه. تحدث التفاعلات غير النوعية عادة مع عوامل ضغط أقصر وأقوى. يسمح عمل آليات المقاومة غير المحددة (العامة) للمصنع بتجنب نفقات الطاقة الكبيرة لتشكيل آليات تكيف متخصصة (محددة) استجابة لأي انحراف عن القاعدة في ظروف معيشتهم.

تعتمد مقاومة النبات للإجهاد على مرحلة التطور. النباتات والأعضاء النباتية الأكثر استقرارًا تكون في حالة سبات: على شكل بذور، وبصيلات؛ النباتات الخشبية المعمرة - في حالة من السكون العميق بعد سقوط الأوراق. النباتات هي الأكثر حساسية في سن مبكرة، لأنه في ظل ظروف الضغط تتضرر عمليات النمو أولاً. الفترة الحرجة الثانية هي فترة تكوين الأمشاج والإخصاب. يؤدي الإجهاد خلال هذه الفترة إلى انخفاض الوظيفة الإنجابية للنباتات وانخفاض المحصول.

إذا تكررت الظروف المجهدة وكانت ذات شدة منخفضة، فإنها تساهم في تصلب النبات. وهذا هو الأساس لطرق زيادة المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة والحرارة والملوحة وزيادة مستويات الغازات الضارة في الهواء.

مصداقيةيتم تحديد الكائن النباتي من خلال قدرته على منع أو القضاء على حالات الفشل على مستويات مختلفة من التنظيم البيولوجي: الجزيئي، وتحت الخلوي، والخلوي، والأنسجة، والأعضاء، والكائنات الحية، والسكان.

لمنع حدوث اضطرابات في الحياة النباتية تحت تأثير العوامل غير المواتية، يتم استخدام المبادئ التالية: التكرار, عدم تجانس المكونات المكافئة وظيفيا, أنظمة لإصلاح الهياكل المفقودة.

يعد تكرار الهياكل والوظائف إحدى الطرق الرئيسية لضمان موثوقية النظام. التكرار والتكرار لهما مظاهر متنوعة. على المستوى التحت خلوي، يساهم تكرار وتكرار المادة الوراثية في زيادة موثوقية الكائن النباتي. يتم ضمان ذلك، على سبيل المثال، من خلال الحلزون المزدوج للحمض النووي وزيادة الصيغة الصبغية. يتم دعم موثوقية عمل الكائن النباتي في ظل الظروف المتغيرة أيضًا من خلال وجود جزيئات مختلفة من الحمض النووي الريبي (RNA) المرسال وتكوين عديدات الببتيد غير المتجانسة. وتشمل هذه الإنزيمات المتماثلة التي تحفز نفس التفاعل، ولكنها تختلف في الخصائص الفيزيائية والكيميائيةواستقرار بنية الجزيئات في الظروف البيئية المتغيرة.

على المستوى الخلوي، مثال على التكرار هو وجود فائض من العضيات الخلوية. وبالتالي، فقد ثبت أن جزءًا من البلاستيدات الخضراء المتوفرة يكفي لتزويد النبات بمنتجات التمثيل الضوئي. يبدو أن البلاستيدات الخضراء المتبقية تظل في المحمية. الأمر نفسه ينطبق على إجمالي محتوى الكلوروفيل. يتجلى التكرار أيضًا في التراكم الكبير للسلائف اللازمة للتخليق الحيوي للعديد من المركبات.

على المستوى العضوي، يتم التعبير عن مبدأ التكرار في تكوين ووضع في أوقات مختلفة أكثر مما هو مطلوب لتغيير الأجيال، وعدد البراعم، والزهور، والسنيبلات، وكمية كبيرة من حبوب اللقاح، والبويضات ، والبذور.

على مستوى السكان، يتجلى مبدأ التكرار في عدد كبير من الأفراد الذين يختلفون في مقاومة عامل إجهاد معين.

تعمل أنظمة التعويض أيضًا على مستويات مختلفة - الجزيئية والخلوية والعضوية والسكانية والحيوية. تتطلب عمليات الإصلاح طاقة ومواد بلاستيكية، لذا فإن الإصلاح ممكن فقط إذا تم الحفاظ على معدل استقلاب كافي. إذا توقف التمثيل الغذائي، يتوقف الإصلاح أيضًا. في الظروف البيئية القاسية، يعد الحفاظ على التنفس أمرًا مهمًا بشكل خاص، حيث أن التنفس هو الذي يوفر الطاقة لعمليات الإصلاح.

يتم تحديد القدرة التصالحية لخلايا الكائنات الحية المتكيفة من خلال مقاومة بروتيناتها للتمسخ، أي استقرار الروابط التي تحدد البنية الثانوية والثالثية والرباعية للبروتين. على سبيل المثال، عادة ما ترجع مقاومة البذور الناضجة لدرجات الحرارة المرتفعة إلى حقيقة أن بروتيناتها تصبح مقاومة للتسخين بعد الجفاف.

المصدر الرئيسي لمواد الطاقة كركيزة للتنفس هو عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي فإن إمدادات الطاقة للخلية وعمليات الإصلاح المرتبطة بها تعتمد على استقرار وقدرة جهاز التمثيل الضوئي على التعافي بعد التلف. للحفاظ على عملية التمثيل الضوئي في ظل الظروف القاسية في النباتات، يتم تنشيط تخليق مكونات غشاء الثايلاكويد، ويتم تثبيط أكسدة الدهون، ويتم استعادة البنية التحتية للبلاستيدات.

على مستوى الكائن الحي، مثال على التجديد يمكن أن يكون تطوير براعم بديلة، وإيقاظ البراعم الخاملة عند تلف نقاط النمو.

إذا وجدت خطأ، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.

يتوافق الكتاب المدرسي مع المعيار التعليمي الحكومي الفيدرالي للمرحلة الثانوية (الكاملة) التعليم العام، أوصت بها وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي وأدرجت في القائمة الفيدرالية للكتب المدرسية.

الكتاب المدرسي موجه لطلاب الصف الحادي عشر وهو مصمم لتدريس الموضوع لمدة ساعة أو ساعتين في الأسبوع.

يساهم التصميم الحديث والأسئلة والواجبات متعددة المستويات والمعلومات الإضافية والقدرة على العمل بالتوازي مع التطبيق الإلكتروني في الاستيعاب الفعال للمواد التعليمية.

أرز. 33. تلوين الشتاء للأرنب

لذلك، نتيجة لعمل القوى الدافعة للتطور، تتطور الكائنات الحية وتحسن التكيف مع الظروف البيئية. يمكن أن يؤدي توحيد التكيفات المختلفة في المجموعات المعزولة في النهاية إلى تكوين أنواع جديدة.

مراجعة الأسئلة والواجبات

1. أعط أمثلة على تكيف الكائنات الحية مع الظروف المعيشية.

2. لماذا تتمتع بعض الحيوانات بألوان زاهية وغير مقنعة، بينما تتمتع حيوانات أخرى، على العكس من ذلك، بألوان واقية؟

3. ما هو جوهر التقليد؟

4. هل ينطبق الانتقاء الطبيعي على سلوك الحيوان؟ أعط أمثلة.

5. ما هي الآليات البيولوجية لظهور التلون التكيفي (الإخفاء والتحذير) عند الحيوانات؟

6. هل عوامل التكيف الفسيولوجي هي التي تحدد مستوى لياقة الكائن الحي ككل؟

7. ما هو جوهر النسبية لأي تكيف مع الظروف المعيشية؟ أعط أمثلة.

يفكر! افعلها!

1. لماذا لا يوجد تكيف مطلق مع الظروف المعيشية؟ أعط أمثلة تثبت الطبيعة النسبية لأي جهاز.

2. تتميز أشبال الخنازير بلون مخطط مميز يختفي مع تقدم العمر. أعط أمثلة مشابهة لتغيرات اللون عند البالغين مقارنة بالأبناء. هل يمكن اعتبار هذا النمط شائعًا في عالم الحيوان بأكمله؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، فما هي الحيوانات ولماذا هي مميزة؟

3. اجمع معلومات عن الحيوانات ذات الألوان التحذيرية التي تعيش في منطقتك. اشرح سبب أهمية معرفة هذه المادة للجميع. قم بعمل موقف معلومات حول هذه الحيوانات. تقديم عرض تقديمي حول هذا الموضوع لطلاب المدارس الابتدائية.

العمل مع الكمبيوتر

الرجوع إلى التطبيق الإلكتروني. دراسة المواد واستكمال المهام.

كرر وتذكر!

بشر

التكيفات السلوكية هي سلوك منعكس فطري غير مشروط.القدرات الفطرية موجودة في جميع الحيوانات، بما في ذلك البشر. يمكن للطفل حديث الولادة أن يمتص الطعام ويبتلعه ويهضمه، كما يستطيع أن يرمش ويعطس، ويتفاعل مع الضوء والصوت والألم. هذه أمثلة ردود الفعل غير المشروطة.نشأت مثل هذه الأشكال من السلوك في عملية التطور نتيجة للتكيف مع بعض الأمور نسبيًا ظروف ثابتةبيئة. ردود الفعل غير المشروطة موروثة، لذلك تولد جميع الحيوانات مع مجمع جاهز من ردود الفعل هذه.

يحدث كل منعكس غير مشروط استجابة لمحفز محدد بدقة (تعزيز): البعض - للطعام، والبعض الآخر - للألم، والبعض الآخر - لظهور معلومات جديدة، وما إلى ذلك. الأقواس المنعكسة لردود الفعل غير المشروطة ثابتة وتمر عبر الحبل الشوكي أو جذع الدماغ.

واحدة من أكثر التصنيفات الكاملةردود الفعل غير المشروطة هو التصنيف الذي اقترحه الأكاديمي ب.ف.سيمونوف. اقترح العالم تقسيم جميع ردود الفعل غير المشروطة إلى ثلاث مجموعات، تختلف في خصائص تفاعل الأفراد مع بعضهم البعض ومع البيئة. ردود الفعل الحيوية(من اللاتينية فيتا - الحياة) تهدف إلى الحفاظ على حياة الفرد. ويؤدي عدم الالتزام بها إلى وفاة الفرد، ولا يتطلب التنفيذ مشاركة فرد آخر من نفس النوع. تشمل هذه المجموعة ردود أفعال الطعام والشرب، وردود الفعل المتوازنة (الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم، ومعدل التنفس الأمثل، ومعدل ضربات القلب، وما إلى ذلك)، والدفاعية، والتي بدورها تنقسم إلى دفاع سلبي (الهروب والاختباء) ونشطة منها الدفاعية (الهجوم على جسم مهدد) والبعض الآخر.

ل حديقة الحيوان,أو لعب الأدوار ردود الفعلتشمل تلك المتغيرات من السلوك الفطري التي تنشأ أثناء التفاعل مع أفراد آخرين من جنسهم. هذه هي ردود الفعل الجنسية والوالدية والإقليمية والهرمية.

المجموعة الثالثة هي ردود أفعال التنمية الذاتية.وهي لا تتعلق بالتكيف مع وضع معين، بل يبدو أنها موجهة نحو المستقبل. وتشمل هذه السلوك الاستكشافي والمقلد والمرح.

<<< Назад

إلى الأمام >>>

في عملية التطور، نتيجة للانتقاء الطبيعي والنضال من أجل الوجود، تنشأ تكيفات الكائنات الحية مع ظروف معيشية معينة. التطور نفسه هو في الأساس عملية مستمرة لتشكيل التكيفات، والتي تحدث وفقًا للمخطط التالي: شدة التكاثر -> الصراع من أجل الوجود -> الموت الانتقائي -> الانتقاء الطبيعي -> اللياقة البدنية.

تؤثر التكيفات على جوانب مختلفة من العمليات الحياتية للكائنات الحية، وبالتالي يمكن أن تكون من عدة أنواع.

التكيفات المورفولوجية

ترتبط بالتغيرات في بنية الجسم. على سبيل المثال، ظهور الأغشية بين أصابع القدم في الطيور المائية (البرمائيات والطيور وغيرها)، والفراء السميك في الثدييات الشمالية، والأرجل الطويلة والرقبة الطويلة في الطيور الخواضة، والجسم المرن في الحيوانات المفترسة المختبئة (على سبيل المثال، ابن عرس)، إلخ. في الحيوانات ذوات الدم الحار، عند التحرك شمالًا، هناك زيادة في متوسط ​​حجم الجسم (قاعدة بيرجمان)، مما يقلل من مساحة السطح النسبية وانتقال الحرارة. تطور الأسماك القاعية جسمًا مسطحًا (الشفنينيات، والسمك المفلطح، وما إلى ذلك). في النباتات في خطوط العرض الشمالية و المناطق الجبلية العاليةغالبًا ما تكون أشكالها زاحفة وعلى شكل وسادة، وتكون أقل ضررًا رياح قويةوأفضل تدفئة بواسطة الشمس في طبقة التربة.

تلوين وقائي

التلوين الوقائي مهم جدًا للأنواع الحيوانية التي لا تملكها وسائل فعالةالحماية من الحيوانات المفترسة. وبفضل ذلك، تصبح الحيوانات أقل وضوحا في المنطقة. على سبيل المثال، لا يمكن تقريبًا تمييز إناث الطيور التي تفقس بيضها عن خلفية المنطقة. يتم أيضًا تلوين بيض الطيور ليتناسب مع لون المنطقة. الأسماك التي تعيش في القاع ومعظم الحشرات والعديد من أنواع الحيوانات الأخرى لها لون وقائي. وفي الشمال، تنتشر الألوان البيضاء أو الفاتحة، مما يساعد على التمويه في الثلج ( الدببة القطبية، البوم القطبية، الثعالب القطبية الشمالية، طيور البينيبيد الصغيرة - السناجب، وما إلى ذلك). اكتسب عدد من الحيوانات لونًا يتكون من خطوط أو بقع فاتحة وداكنة بالتناوب، مما يجعلها أقل وضوحًا في الشجيرات والغابات الكثيفة (النمور والخنازير البرية الصغيرة والحمر الوحشية والغزلان السيكا وما إلى ذلك). بعض الحيوانات قادرة على تغيير اللون بسرعة كبيرة حسب الظروف (الحرباء، الأخطبوطات، السمك المفلطح، وما إلى ذلك).

تنكر

وجوهر التمويه هو أن شكل الجسم ولونه يجعل الحيوانات تبدو وكأنها أوراق أو أغصان أو أغصان أو لحاء أو أشواك نباتات. غالبا ما توجد في الحشرات التي تعيش على النباتات.

تلوين التحذير أو التهديد

بعض أنواع الحشرات التي لها غدد سامة أو ذات رائحة لها ألوان تحذيرية زاهية. لذلك، تتذكر الحيوانات المفترسة التي واجهتها هذا اللون لفترة طويلة ولم تعد تهاجم مثل هذه الحشرات (على سبيل المثال، الدبابير، النحل الطنان، الخنافسوخنافس كولورادو للبطاطس وعدد آخر).

تقليد

التقليد هو تلوين وشكل جسم الحيوانات غير الضارة التي تقلد نظيراتها السامة. على سبيل المثال، بعض الثعابين غير السامة تشبه الثعابين السامة. يشبه الزيز والصراصير النمل الكبير. تحتوي بعض الفراشات على بقع كبيرة على أجنحتها تشبه عيون الحيوانات المفترسة.

التكيفات الفسيولوجية

يرتبط هذا النوع من التكيف بإعادة هيكلة عملية التمثيل الغذائي في الكائنات الحية. على سبيل المثال، ظهور الدم الدافئ والتنظيم الحراري في الطيور والثدييات. في الحالات الأبسط، يعد هذا تكيفًا مع أشكال معينة من الطعام، والتركيبة الملحية للبيئة، ودرجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة، والرطوبة أو جفاف التربة والهواء، وما إلى ذلك.

التكيفات البيوكيميائية

التكيفات السلوكية

يرتبط هذا النوع من التكيف بالتغيرات في السلوك في ظروف معينة. على سبيل المثال، تؤدي رعاية النسل إلى تحسين بقاء الحيوانات الصغيرة وزيادة استقرار مجموعاتها. في مواسم التزاوجتشكل العديد من الحيوانات عائلات منفصلة، ​​وفي الشتاء تتحد في قطعان، مما يسهل عليها إطعامها أو حمايتها (الذئاب، العديد من أنواع الطيور).

التكيف مع العوامل البيئية الدورية

هذه تكيفات مع العوامل البيئية التي لها دورية معينة في ظهورها. يشمل هذا النوع التناوب اليومي لفترات النشاط والراحة، وحالات اللاحياة الجزئية أو الكاملة (تساقط الأوراق، وسكون الحيوانات في الشتاء أو الصيف، وما إلى ذلك)، وهجرات الحيوانات الناجمة عن التغيرات الموسمية، وما إلى ذلك.

التكيف مع الظروف المعيشية القاسية

تكتسب النباتات والحيوانات التي تعيش في الصحاري والمناطق القطبية أيضًا عددًا من التكيفات المحددة. وفي الصبار، تحولت الأوراق إلى أشواك (مما يقلل من التبخر ويحميها من أن تأكلها الحيوانات)، ويتحول الجذع إلى عضو وخزان للتمثيل الضوئي. تتمتع النباتات الصحراوية بنظام جذور طويل يسمح لها بالحصول على الماء من أعماق كبيرة. تستطيع السحالي الصحراوية البقاء على قيد الحياة بدون ماء عن طريق أكل الحشرات والحصول على الماء عن طريق تحلل دهونها. بالإضافة إلى الفراء السميك، تحتوي الحيوانات الشمالية أيضًا على كمية كبيرة من الدهون تحت الجلد، مما يقلل من تبريد الجسم.

الطبيعة النسبية للتكيفات

جميع الأجهزة مناسبة فقط لظروف معينة تم تطويرها فيها. إذا تغيرت هذه الظروف، فإن التكيفات قد تفقد قيمتها أو حتى تسبب ضررا للكائنات الحية التي تمتلكها. يصبح اللون الأبيض للأرانب البرية، الذي يحميها جيدًا في الثلج، خطيرًا خلال فصل الشتاء مع قلة الثلوج أو ذوبان الجليد الشديد.

إن الطبيعة النسبية للتكيفات مثبتة جيدًا من خلال بيانات الحفريات، التي تشير إلى انقراض مجموعات كبيرة من الحيوانات والنباتات التي لم تنجو من التغيير في الظروف المعيشية.

تتكيف الكائنات الحية مع الظروف البيئية التي عاش فيها أسلافها لفترة طويلة. تسمى التكيفات مع الظروف البيئية أيضًا بالتكيفات. أنها تنشأ في عملية تطور السكان، وتشكيل أنواع فرعية جديدة، والأنواع، والجنس، وما إلى ذلك. تتراكم الأنماط الجينية المختلفة في السكان، وتظهر نفسها في أنماط ظاهرية مختلفة. من المرجح أن تبقى تلك الأنماط الظاهرية التي تناسب الظروف البيئية بشكل أفضل وتترك ذرية. وبالتالي، فإن جميع السكان "مشبعون" بالتكيفات المفيدة لموطن معين.

تختلف التكيفات في أشكالها (أنواعها). يمكن أن تؤثر على بنية الجسم، والسلوك، والمظهر، والكيمياء الحيوية للخلية، وما إلى ذلك. تتميز الأشكال التالية من التكيفات.

تكيفات بنية الجسم (التكيفات المورفولوجية). يمكن أن تكون كبيرة (على مستوى الرتب والطبقات وما إلى ذلك) أو صغيرة (على مستوى الأنواع). ومن الأمثلة على ذلك ظهور الشعر في الثدييات، والقدرة على الطيران في الطيور، والرئتين في البرمائيات. مثال على التكيفات الصغيرة هو بنية المنقار المختلفة لأنواع الطيور ذات الصلة الوثيقة التي تتغذى بطرق مختلفة.

التكيفات الفسيولوجية.هذا هو إعادة هيكلة عملية التمثيل الغذائي. كل نوع، يتكيف مع ظروفه المعيشية، له خصائصه الأيضية الخاصة. لذا، فإن بعض الأنواع تأكل كثيرًا (على سبيل المثال، الطيور)، لأن عملية التمثيل الغذائي لديها سريعة جدًا (تتطلب الطيور الكثير من الطاقة للطيران). بعض الأنواع قد لا تشرب لفترة طويلة (الجمال). يمكن للحيوانات البحرية أن تشرب مياه البحربينما المياه العذبة والأرضية لا تستطيع القيام بذلك.

التكيفات البيوكيميائية.هذا هيكل خاص من البروتينات والدهون التي تمنح الكائنات الحية الفرصة للعيش في ظروف معينة. على سبيل المثال، في درجات حرارة منخفضة. أو قدرة الكائنات الحية على إنتاج السموم والسموم والمواد ذات الرائحة للحماية.

تلوين وقائي.تكتسب العديد من الحيوانات في عملية التطور لونًا للجسم يجعلها أقل وضوحًا على خلفية العشب والأشجار والتربة، أي المكان الذي تعيش فيه. وهذا يسمح للبعض بحماية أنفسهم من الحيوانات المفترسة، بينما يمكن للآخرين التسلل دون أن يلاحظهم أحد والهجوم. غالبًا ما يكون للثدييات والكتاكيت الصغيرة لون وقائي. في حين أن الأفراد البالغين قد لا يكون لديهم تلوين وقائي.

تلوين التحذير (التهديد).. هذا التلوين مشرق ولا ينسى. صفة اللسع و الحشرات السامة. على سبيل المثال، الطيور لا تأكل الدبابير. بعد تجربتها مرة واحدة، يتذكرون اللون المميز للزنبور لبقية حياتهم.

تقليد - التشابه الخارجيمع الأنواع السامة أو اللاذعة والحيوانات الخطرة. يسمح لك بتجنب التعرض للأكل من قبل الحيوانات المفترسة التي "يبدو" أنها أمامها نظرة خطيرة. وهكذا فإن الذباب الحوام يشبه النحل، وبعض الثعابين غير السامة تشبه الثعابين السامة، وعلى أجنحة الفراشات قد يكون هناك أنماط تشبه عيون الحيوانات المفترسة.

تنكر- تشابه شكل جسم الكائن الحي مع الجسم الطبيعة الجامدة. لا يظهر اللون الواقي هنا فحسب، بل إن الكائن الحي نفسه في شكله يشبه كائنًا ذا طبيعة غير حية. على سبيل المثال، فرع، ورقة. التمويه هو سمة أساسية للحشرات.

التكيفات السلوكية. يطور كل نوع حيواني نوعًا خاصًا من السلوك يسمح له بالتكيف بشكل أفضل مع ظروف معيشية معينة. ويشمل ذلك تخزين الطعام، ورعاية النسل، سلوك التزاوج، السبات، الاختباء قبل الهجوم، الهجرة، الخ.

في كثير من الأحيان تكون التعديلات المختلفة مترابطة. على سبيل المثال، يمكن الجمع بين التلوين الوقائي وتجميد الحيوان (مع التكيف السلوكي) في لحظة الخطر. كما يتم تحديد العديد من التكيفات المورفولوجية من خلال التكيفات الفسيولوجية.