Адаптация живых организмов

АДАПТАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ Живые организмы в ходе эволюции освоили четыре основные среды обитания - водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Приспособление организмов к среде носит название адаптации. Адаптация - это эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей. Выделяют следующие пути адаптации живых организмов: а) активный путь, способствующий усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, поддерживающих постоянство внутренней среды организма (такой вид адаптации называют также адаптацией по типу резистентности); б) пассивный путь, связанный с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. В случае резкого ухудшения условий среды организмы некоторых видов могут приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние анабиоза (оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве и т.п.). Такой вид адаптации называют адаптацией по типу толерантности; в) избегание неблагоприятных воздействий - выработка таких жизненных циклов, при которых уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года. Часто встречающийся у животных путь приспособления к неблагоприятным периодам - периодическая временная миграция в области с более комфортными условиями. Поведенческие (этологические) адаптации, также относящиеся к этому типу, проявляются в самых различных формах - создание убежищ, суточные и сезонные кочевки млекопитающих и птиц и т.п. Активная и пассивная адаптация организма к действию факторов окружающей среды либо требует изменения отдельных процессов и компонентов организма - в этом случае говорят о физиологической адаптации (например, изменение интенсивности дыхания при изменении содержания кислорода в воздухе), либо приводит к принципиальным структурным перестройкам организма - морфологическим адаптациям (сезонное изменение структуры волосяного покрова и подкожного жирового слоя у животных). В некоторых случаях у живых организмов формируются приспособительные формы поведения. Такую адаптацию называют этологической. Адаптациями объясняется различный состав экосистем в разных экологических условиях. Диапазон возможностей адаптации организма к разнообразным условиям среды называют также его экологической валентностью. Живые организмы с широкой валентностью, способные обитать в самых разнообразных условиях среды, называют эврибионтными, а обладающие узкой валентностью - требующие особых условий среды и неспособные выжить в других условиях - стенобионтными. Набор экологических валентностей биологического вида по отношению ко всей совокупности различных факторов среды составляет экологический спектр вида. Существует эмпирический закон относительности действия экологического фактора: направление и интенсивность действия экологического фактора зависит от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Некоторые экологические факторы могут ослаблять, а некоторые - наоборот, усиливать действие других факторов. В первом случае говорят об антагонизме, а во втором - о синергизме действия таких факторов. Если факторы, действующие одновременно на организм, не усиливают и не ослабляют действие друг друга, а их индивидуальные эффекты при совместном действии просто складываются, то в этом случае говорят об аддитивности действия таких факторов. Существует также закон относительной заменимости и абсолютной незаменимости экологических факторов - отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Адаптация организмов происходит в отношении как абиотических, так и биотических факторов. Все перечисленные выше формы гетеротипических взаимодействий являются результатами длительных процессов совместного эволюционного развития различных видов (коэволюции). Оба вида при этом приобретают такой образ жизни, численные соотношения популяций, а иногда так меняют свое строение и физиологические процессы, которые обеспечивают их успешное долговременное совместное существование в экосистеме. У различных форм симбионтов (мутуалистов и комменсалов) за счет развития взаимодействий появляются возможности для освоения ранее недоступных им местообитаний - например, упоминавшиеся комплексы азотфиксирующих клубеньковых бактерий и бобовых растений могут осваивать очень бедные питательными веществами почвы. В комплексах антибионтов (аменсалов, паразитов, хищников и жертв) взаимоотношения способствуют естественному отбору, повышая жизненную силу всех участников взаимоотношений. Явление разделения экологических ниш в результате межвидовой конкуренции получило название экологической диверсификации. Экологическая диверсификация осуществляется по трем параметрам: пространственному размещению, пищевому рациону и распределение активности во времени. Для значительного ослабления или полного устранения конкуренции достаточно возникновения четких различий по одному из этих параметров. Межвидовая и внутривидовая конкуренции, действуя в противоположных направлениях, приводят к очень важным экологическим последствиям. Межвидовая конкуренция, способствуя сужению диапазона используемых местообитаний и ресурсов, увеличивает специализацию вида, экологическая ниша сужается. При внутривидовой конкуренции происходит дифференциация вида, он занимает большую территорию, экологическая ниша расширяется. Таким образом, конкуренция прямо способствует диверсификации видов и их расселению, приводя к развитию биосферы и увеличению биологического разнообразия.