Formen der Anpassungen. Mechanismen der Pflanzenanpassung an ungünstige Umweltbedingungen. Verhaltensanpassungsmerkmale

Anpassungen (Geräte)

Biologie und Genetik

Die relative Natur der Anpassung: Entsprechend einem bestimmten Lebensraum verlieren Anpassungen ihre Bedeutung, wenn sich der Hase im Winter oder bei Tauwetter verzögert. im zeitigen Frühjahr auffällig vor dem Hintergrund von Ackerland und Bäumen; Wasserpflanzen sterben, wenn Gewässer austrocknen usw. Beispiele für Anpassung Art der Anpassung Merkmale der Anpassung Beispiele Besondere Form und Struktur des Körpers Stromlinienförmige Körperform Kiemen Flossen Flossenfisch Schutzfärbung Kann fest oder zerstückelt sein; wird in offen lebenden Organismen gebildet und macht sie unsichtbar...

Anpassungen

Anpassung (oder Anpassung) ist ein Komplex aus morphologischen, physiologischen, Verhaltens- und anderen Merkmalen eines Individuums, einer Population oder einer Art, der den Erfolg im Wettbewerb mit anderen Individuen, Populationen oder Arten und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltfaktoren gewährleistet.

■ Anpassung ist das Ergebnis der Wirkung evolutionärer Faktoren.

Die relative Natur der Anpassung: Entsprechend einem bestimmten Lebensraum verlieren Anpassungen ihre Bedeutung, wenn sie sich ändern (der weiße Hase macht sich bei verzögertem Winter oder Tauwetter im zeitigen Frühjahr vor dem Hintergrund von Ackerland und Bäumen bemerkbar; Wasserpflanzen sterben ab). wenn Gewässer austrocknen usw.).

Beispiele für Anpassungen

Im Laufe der Evolution kommt es durch natürliche Selektion und den Kampf ums Dasein zu Anpassungen von Organismen an bestimmte Lebensbedingungen. Die Evolution selbst ist im Wesentlichen ein kontinuierlicher Prozess der Bildung von Anpassungen, der nach folgendem Schema abläuft: Intensität der Fortpflanzung -> Kampf ums Dasein -> selektiver Tod -> natürliche Selektion -> Fitness.

Anpassungen wirken sich auf verschiedene Aspekte der Lebensprozesse von Organismen aus und können daher unterschiedlicher Art sein.

Morphologische Anpassungen

Sie sind mit Veränderungen der Körperstruktur verbunden. Zum Beispiel das Auftreten von Membranen zwischen den Zehen bei Wasservögeln (Amphibien, Vögel usw.), dickes Fell bei nördlichen Säugetieren, lange Beine Und langer Hals bei Watvögeln ein flexibler Körper bei grabenden Raubtieren (z. B. Wieseln) usw. Bei Warmblütern wird bei der Bewegung nach Norden eine Zunahme der durchschnittlichen Körpergröße beobachtet (Bergmanns Regel), was die relative Oberfläche und die Wärmeübertragung verringert . Bodenfische entwickeln einen flachen Körper (Rochen, Flunder etc.). In Pflanzen in nördlichen Breiten und Hochgebirgsgebiete oft kriechende und kissenförmige Formen, weniger beschädigt starke Winde und besser durch die Sonne in der Bodenschicht erwärmt.

Schützende Färbung

Für Tierarten, die keine Schutzfärbung haben, ist eine schützende Färbung sehr wichtig wirksame Mittel Schutz vor Raubtieren. Dadurch werden Tiere in der Umgebung weniger auffällig. Beispielsweise sind weibliche Vögel, die Eier ausbrüten, kaum vom Hintergrund des Gebiets zu unterscheiden. Auch Vogeleier werden passend zur Farbe des Gebietes gefärbt. Bodenfische, die meisten Insekten und viele andere Tierarten besitzen eine schützende Färbung. Im Norden sind weiße oder helle Farben häufiger anzutreffen, die zur Tarnung im Schnee beitragen ( Eisbären, Polareulen, Polarfüchse, kleine Flossenfüßer (Eichhörnchen usw.). Eine Reihe von Tieren haben eine Färbung angenommen, die aus abwechselnden hellen und dunklen Streifen oder Flecken besteht, wodurch sie in Büschen und dichtem Dickicht weniger auffallen (Tiger, junge Wildschweine, Zebras, Sikahirsche usw.). Einige Tiere können je nach Bedingungen sehr schnell ihre Farbe ändern (Chamäleons, Kraken, Flunder usw.).

Verkleidung

Das Wesen der Tarnung besteht darin, dass die Form des Körpers und seine Farbe Tiere wie Blätter, Zweige, Zweige, Rinde oder Dornen von Pflanzen aussehen lassen. Kommt häufig bei Insekten vor, die auf Pflanzen leben.

Warnende oder bedrohliche Färbung

Einige Insektenarten, die giftige oder duftende Drüsen besitzen, weisen leuchtende Warnfarben auf. Daher erinnern sich Raubtiere, die ihnen einmal begegnen, lange an diese Färbung und greifen solche Insekten (z. B. Wespen, Hummeln, Marienkäfer, Kartoffelkäfer und eine Reihe anderer).

Mimikry

Unter Mimikry versteht man die Färbung und Körperform harmloser Tiere, die ihre giftigen Artgenossen imitieren. Einige ungiftige Schlangen ähneln beispielsweise giftigen Schlangen. Zikaden und Grillen ähneln großen Ameisen. Manche Schmetterlinge haben große Flecken auf ihren Flügeln, die den Augen von Raubtieren ähneln.

Physiologische Anpassungen

Diese Art der Anpassung ist mit einer Umstrukturierung des Stoffwechsels in Organismen verbunden. Zum Beispiel das Auftreten von Warmblüter und Thermoregulation bei Vögeln und Säugetieren. In einfacheren Fällen handelt es sich hierbei um eine Anpassung an bestimmte Nahrungsformen, die Salzzusammensetzung der Umgebung, hohe bzw niedrige Temperaturen, Feuchtigkeit oder Trockenheit von Boden und Luft usw.

Biochemische Anpassungen

Verhaltensanpassungen

Diese Art der Anpassung ist unter bestimmten Bedingungen mit Verhaltensänderungen verbunden. Beispielsweise führt die Pflege des Nachwuchses zu einem besseren Überleben junger Tiere und erhöht die Stabilität ihrer Populationen. Während der Paarungszeit bilden viele Tiere getrennte Familien und schließen sich im Winter zu Schwärmen zusammen, was ihnen die Nahrungsaufnahme oder den Schutz erleichtert (Wölfe, viele Vogelarten).

Anpassungen an periodische Umweltfaktoren

Hierbei handelt es sich um Anpassungen an Umweltfaktoren, die in ihrer Ausprägung eine gewisse Periodizität aufweisen. Zu dieser Art gehören der tägliche Wechsel von Aktivitäts- und Ruhephasen, Zustände teilweiser oder vollständiger Anabiose (Abwerfen von Blättern, Winter- oder Sommerdiapausen von Tieren usw.), durch jahreszeitliche Veränderungen verursachte Tierwanderungen usw.

Anpassungen an extreme Lebensbedingungen

Auch Pflanzen und Tiere, die in Wüsten und Polarregionen leben, nehmen eine Reihe spezifischer Anpassungen vor. Bei Kakteen haben sich die Blätter in Stacheln verwandelt (was die Verdunstung verringert und sie vor dem Verzehr durch Tiere schützt), und der Stamm hat sich in ein Photosyntheseorgan und Reservoir verwandelt. Wüstenpflanzen haben eine lange Lebensdauer Wurzelsystem, sodass Sie Wasser aus großen Tiefen fördern können. Wüsteneidechsen können ohne Wasser überleben, indem sie Insekten fressen und Wasser durch Hydrolyse ihrer Fette gewinnen. Neben dickem Fell verfügen nördliche Tiere auch über einen großen Vorrat an Unterhautfett, was die Körperkühlung verringert.

Relativer Charakter von Anpassungen

Alle Geräte sind nur für bestimmte Bedingungen geeignet, unter denen sie entwickelt wurden. Wenn sich diese Bedingungen ändern, können Anpassungen ihren Wert verlieren oder sogar den Organismen, die sie besitzen, Schaden zufügen. weiße Farbe Der Schutz der Hasen, der sie im Schnee gut schützt, wird in Wintern mit wenig Schnee oder starkem Tauwetter gefährlich.

Die relative Natur der Anpassungen wird durch paläontologische Daten, die auf ein Aussterben hinweisen, gut belegt große Gruppen Tiere und Pflanzen, die die veränderten Lebensbedingungen nicht überlebt haben.

Diese Beobachtung ist interessant. Bei Tieren nördlicher Populationen sind alle länglichen Körperteile – Gliedmaßen, Schwanz, Ohren – mit einer dichten Haarschicht bedeckt und sehen relativ kürzer aus als bei Vertretern derselben Art, die jedoch in heißen Klimazonen leben.

Dieses als Allensche Regel bekannte Muster gilt sowohl für Wild- als auch für Haustiere.

Es gibt einen deutlichen Unterschied in der Körperstruktur des Nordfuchses und des Fennekfuchses im Süden sowie des nördlichen Wildschweins und des Wildschweins im Kaukasus. Mischlingshunde in Region Krasnodar, groß Vieh Lokale Selektionen zeichnen sich durch ein geringeres Lebendgewicht im Vergleich zu Vertretern dieser Arten, beispielsweise Archangelsk, aus.

Tiere aus südlichen Populationen sind oft langbeinig und langohrig. Große Ohren, die bei niedrigen Temperaturen nicht akzeptabel sind, entstanden als Anpassung an das Leben in einer heißen Zone.

Und Tiere der Tropen haben einfach riesige Ohren (Elefanten, Kaninchen, Huftiere). Ohren sind Richtwerte Afrikanischer Elefant, dessen Fläche 1/6 der Oberfläche des gesamten Tierkörpers beträgt. Sie verfügen über eine reichliche Innervation und Vaskularisierung. IN heißes Wetter Bei einem Elefanten fließt etwa ein Drittel des gesamten zirkulierenden Blutes durch das Kreislaufsystem der Ohrmuscheln. Als Folge einer erhöhten Durchblutung Außenumgebungüberschüssige Wärme wird freigesetzt.

Noch beeindruckender ist seine Anpassungsfähigkeit hohe Temperaturen Wüstenhase Lapus alleni. Bei diesem Nagetier sind 25 % der gesamten Körperoberfläche mit nackten Ohren bedeckt. Es ist unklar, was die biologische Hauptaufgabe solcher Ohren ist: das Herannahen einer Gefahr rechtzeitig zu erkennen oder an der Thermoregulation teilzunehmen. Sowohl die erste als auch die zweite Aufgabe werden vom Tier sehr effektiv gelöst. Das Nagetier hat ein scharfes Ohr. Das entwickelte Kreislaufsystem der Ohrmuscheln mit einer einzigartigen vasomotorischen Fähigkeit dient ausschließlich der Thermoregulation. Durch die Erhöhung und Begrenzung des Blutflusses durch die Ohren verändert das Tier die Wärmeübertragung um 200–300 %. Seine Hörorgane haben die Aufgabe, die thermische Homöostase aufrechtzuerhalten und Wasser zu sparen.

Aufgrund der Sättigung der Ohrmuscheln mit wärmeempfindlichen Nervenenden und schnellen vasomotorischen Reaktionen wird die Oberfläche der Ohrmuscheln an die äußere Umgebung abgegeben. große Mengeüberschüssige Wärmeenergie sowohl beim Elefanten als auch insbesondere beim Lepus.

Der Körperbau eines Verwandten moderner Elefanten – des Mammuts – passt gut in den Kontext der diskutierten Problemstellung. Dieses nördliche Äquivalent des Elefanten war, gemessen an den in der Tundra entdeckten erhaltenen Überresten, deutlich größer als sein südlicher Verwandter. Aber die Ohren des Mammuts hatten eine kleinere relative Fläche und waren auch mit dichtem Haar bedeckt. Das Mammut hatte relativ kurze Gliedmaßen und einen kurzen Rumpf.

Lange Gliedmaßen sind bei niedrigen Temperaturen von Nachteil, da an ihrer Oberfläche zu viel Wärmeenergie verloren geht. Aber in heißen Klimazonen sind lange Gliedmaßen eine nützliche Anpassung. Unter Wüstenbedingungen sind Kamele, Ziegen, Pferde lokaler Selektion sowie Schafe und Katzen normalerweise langbeinig.

Laut N. Hensen verändern sich durch die Anpassung an niedrige Temperaturen bei Tieren die Eigenschaften von Unterhautfett und Knochenmark. Bei arktischen Tieren hat Knochenfett aus den Fingergliedern einen niedrigen Schmelzpunkt und verfestigt sich auch bei starkem Frost nicht. Allerdings weist Knochenfett von Knochen, die keinen Kontakt mit einer kalten Oberfläche haben, wie zum Beispiel dem Oberschenkelknochen, das Übliche auf physikalisch-chemische Eigenschaften. Flüssiges Fett in den Knochen der unteren Gliedmaßen sorgt für Isolierung und Beweglichkeit der Gelenke.

Die Ansammlung von Fett wird nicht nur bei nördlichen Tieren beobachtet, denen es als Wärmeisolierung und Energiequelle in Zeiten dient, in denen aufgrund schwerer Unwetter keine Nahrung verfügbar ist. Auch Tiere, die in heißen Klimazonen leben, reichern Fett an. Aber Qualität, Menge und Verteilung des Fettes im Körper sind bei nördlichen und südlichen Tieren unterschiedlich. Bei arktischen Wildtieren ist das Fett im Unterhautgewebe gleichmäßig im Körper verteilt. In diesem Fall bildet das Tier eine Art wärmeisolierende Kapsel.

Bei Tieren gemäßigte Zone Fett als Wärmeisolator reichert sich nur bei Arten mit schlecht entwickeltem Fell an. In den meisten Fällen dient das angesammelte Fett während der mageren Winter- (oder Sommer-)Periode als Energiequelle.

In heißen Klimazonen tragen subkutane Fettdepots eine andere physiologische Belastung. Die Verteilung der Fettdepots im gesamten Tierkörper ist durch große Ungleichmäßigkeiten gekennzeichnet. Fett ist im oberen und hinteren Teil des Körpers lokalisiert. Zum Beispiel bei Huftieren Afrikanische Savannen Die subkutane Fettschicht ist entlang der Wirbelsäule lokalisiert. Es schützt das Tier vor der sengenden Sonne. Der Bauch ist völlig fettfrei. Das macht auch sehr viel Sinn. Boden, Gras oder Wasser, das kälter als Luft ist, sorgen bei fehlendem Fett für eine effektive Wärmeabfuhr durch die Bauchdecke. Kleine Fettdepots bei Tieren in heißen Klimazonen sind auch eine Energiequelle in Dürreperioden und dem damit verbundenen Hungerdasein von Pflanzenfressern.

Das innere Fett von Tieren in heißen und trockenen Klimazonen erfüllt eine weitere äußerst nützliche Funktion. Bei Mangelzuständen bzw völlige Abwesenheit Wasser Das innere Fett dient als Wasserquelle. Spezielle Untersuchungen zeigen, dass die Oxidation von 1000 g Fett mit der Bildung von 1100 g Wasser einhergeht.

Kamele, Dickschwanz- und Fettschwanzschafe sowie Zebu-Rinder dienen als Beispiele für Schlichtheit unter trockenen Wüstenbedingungen. Die in den Höckern eines Kamels und im Fettschwanz eines Schafes angesammelte Fettmasse beträgt 20 % ihres Lebendgewichts. Berechnungen zeigen, dass ein 50 Kilogramm schweres Fettschwanzschaf einen Wasservorrat von etwa 10 Litern hat und ein Kamel sogar noch mehr – etwa 100 Liter. Die neuesten Beispiele veranschaulichen die morphophysiologischen und biochemischen Anpassungen von Tieren an extreme Temperaturen. Morphologische Anpassungen erstrecken sich auf viele Organe. Nordische Tiere haben ein großes Volumen des Magen-Darm-Trakts und eine große relative Länge des Darms; inneres Fett im Omentum und der perinephrischen Kapsel.

Tiere der Trockenzone weisen eine Reihe morphofunktioneller Merkmale des Harnbildungs- und -ausscheidungssystems auf. Zurück zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Morphologen haben Unterschiede in der Struktur der Nieren von Wüstentieren und Tieren entdeckt gemäßigtes Klima. Bei Tieren in heißen Klimazonen ist das Mark aufgrund der Vergrößerung des rektalen tubulären Teils des Nephrons stärker entwickelt.

Zum Beispiel bei Afrikanischer Löwe Die Dicke des Nierenmarks beträgt 34 ​​mm, während sie beim Hausschwein nur 6,5 mm beträgt. Die Fähigkeit der Nieren, Urin zu konzentrieren, korreliert positiv mit der Länge der Hendle-Schleife.

Zusätzlich zu den Strukturmerkmalen bei Tieren der Trockenzone, Funktionsmerkmale Harnsystem. Daher ist eine ausgeprägte Fähigkeit für eine Känguru-Ratte normal Blase Wasser aus Sekundärharn resorbieren. In den aufsteigenden und absteigenden Kanälen der Hendle-Schleife wird Harnstoff gefiltert – ein Vorgang, der im Knotenteil des Nephrons häufig vorkommt.

Die adaptive Funktion des Harnsystems basiert auf einer neurohumoralen Regulation mit einer ausgeprägten hormonellen Komponente. Bei Känguru-Ratten ist die Konzentration des Hormons Vasopressin erhöht. So beträgt die Konzentration dieses Hormons im Urin einer Känguru-Ratte 50 Einheiten/ml, bei einer Laborratte sind es nur 5-7 Einheiten/ml. Im Hypophysengewebe einer Känguru-Ratte beträgt der Gehalt an Vasopressin 0,9 Einheiten/mg, bei einer Laborratte ist er dreimal weniger (0,3 Einheiten/mg). Bei Wassermangel bleiben Unterschiede zwischen den Tieren bestehen, obwohl die sekretorische Aktivität der Neurohypophyse sowohl beim einen als auch beim anderen Tier zunimmt.

Der Verlust an Lebendgewicht während des Wassermangels ist bei ariden Tieren geringer. Wenn ein Kamel an einem Arbeitstag 2-3 % seines Lebendgewichts verliert und nur Heu von schlechter Qualität erhält, verlieren ein Pferd und ein Esel unter den gleichen Bedingungen aufgrund von Dehydrierung 6-8 % ihres Lebendgewichts.

Die Lebensraumtemperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Struktur Haut Tiere. In kalten Klimazonen ist die Haut dicker, das Fell dicker und es gibt Daunen. All dies trägt dazu bei, die Wärmeleitfähigkeit der Körperoberfläche zu verringern. Bei Tieren in heißen Klimazonen ist das Gegenteil der Fall: dünne Haut, spärliche Behaarung und allgemein geringe wärmeisolierende Eigenschaften der Haut.

Wenn Sie einen Fehler finden, markieren Sie bitte einen Textabschnitt und klicken Sie Strg+Eingabetaste.

Dies sind die optimalen Proportionen des Körpers, die Lage und Dichte von Haaren oder Federn usw. Bekanntes Aussehen Wassersäugetier- Delfin. Seine Bewegungen sind leicht und präzise. Die unabhängige Bewegungsgeschwindigkeit im Wasser erreicht 40 Kilometer pro Stunde. Die Dichte von Wasser ist 800-mal höher als die Dichte von Luft. Die torpedoförmige Körperform ermöglicht es, Turbulenzen im umströmenden Wasser des Delfins zu vermeiden.