Виды адаптаций организмов к среде обитания. Виды адаптации: морфологическая, физиологическая и поведенческая адаптации
Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего (полного) общего образования, рекомендован Министерством образования и науки РФ и включен в Федеральный перечень учебников.
Учебник адресован учащимся 11 класса и рассчитан на преподавание предмета 1 или 2 часа в неделю.
Современное оформление, многоуровневые вопросы и задания, дополнительная информация и возможность параллельной работы с электронным приложением способствуют эффективному усвоению учебного материала.
Рис. 33. Зимняя окраска зайца
Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов.
Вопросы для повторения и задания
1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.
2. Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, – покровительственную?
3. В чём состоит сущность мимикрии?
4. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.
5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?
6. Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?
7. В чём сущность относительности любого приспособления к условиям обитания? Приведите примеры.
Подумайте! Выполните!
1. Почему не существует абсолютного приспособления к условиям обитания? Приведите примеры, доказывающие относительный характер любого приспособления.
2. Детёныши кабана обладают характерной полосатой окраской, которая с возрастом исчезает. Приведите аналогичные примеры изменения окраски у взрослых особей по сравнению с потомством. Можно ли считать эту закономерность общей для всего животного мира? Если нет, то для каких животных и почему она характерна?
3. Соберите информацию о животных с предостерегающей окраской, обитающих в вашем регионе. Объясните, почему знание этого материала важно для каждого. Сделайте информационный стенд об этих животных. Выступите с сообщением по этой теме перед школьниками младших классов.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Повторите и вспомните!
Человек
Поведенческие адаптации – врождённое безусловно-рефлекторное поведение. Врождённые способности существуют у всех животных, в том числе и у человека. Новорождённый ребёнок умеет сосать, глотает и переваривает пищу, моргает и чихает, реагирует на свет, звук и боль. Это примеры безусловных рефлексов. Такие формы поведения возникли в процессе эволюции как результат приспособления к определённым, относительно постоянным условиям окружающей среды. Безусловные рефлексы передаются по наследству, поэтому все животные рождаются уже с готовым комплексом таких рефлексов.
Каждый безусловный рефлекс возникает на строго определённый раздражитель (подкрепление): одни – на пищу, другие – на боль, третьи – на появление новой информации и т. д. Рефлекторные дуги безусловных рефлексов постоянны и проходят через спинной мозг или ствол головного мозга.
Одной из наиболее полных классификаций безусловных рефлексов является классификация, предложенная академиком П. В. Симоновым. Учёный предложил разделить все безусловные рефлексы на три группы, отличающиеся по особенностям взаимодействия особей друг с другом и с окружающей средой. Витальные рефлексы (от лат. vita – жизнь) направлены на сохранение жизни индивида. Их невыполнение ведёт к гибели особи, а для реализации не требуется участия другой особи того же вида. В эту группу относят пищевые и питьевые рефлексы, гомеостатические рефлексы (поддержание постоянной температуры тела, оптимальной частоты дыхания, сердцебиения и т. п.), оборонительные, которые, в свою очередь, делят на пассивно-оборонительные (убегание, затаивание) и активно-оборонительные (нападение на угрожающий объект) и некоторые другие.
К зоосоциальным, или ролевым, рефлексам относят те варианты врождённого поведения, которые возникают при взаимодействии с другими особями своего вида. Это половые, детско-родительские, территориальные, иерархические рефлексы.
Третья группа – это рефлексы саморазвития. Они не связаны с адаптацией к конкретной ситуации, а как бы обращены в будущее. Среди них исследовательское, подражательное и игровое поведение.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Адаптация человека к новой для него среде – сложный социально-биологический процесс, в основе которого лежит изменение систем и функций организма, а также привычного поведения. Под адаптацией человека понимаются приспособительные реакции его организма на изменяющиеся факторы среды. Адаптация проявляется на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Адаптация развивается под воздействием трёх факторов: наследственность, изменчивость, естественный/искусственный отбор. Существует три основных пути приспособления организмов к среде обитания: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий.
Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонение фактора среды от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных (птиц, человека), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.
Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, перехлд при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка и т.д.).
Избегание неблагоприятных условий – выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.
Обычно приспособление вида к среде проходит тем или иным сочетанием всех трёх возможных путей адаптации.
Адаптации можно разделить на три основных ипа: морфологические, физиологические, этологические.
Морфологические адаптации – изменения в строении организма(например, видоизменение листа в колючку у кактусов для снижения потерь воды, яркая окраска цветов для привлечения опылителей и др.). Морфологические адаптации у животных приводят к образованию определённых жизненных форм.
Физиологические адаптации – изменения в физиологии организма (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путём окисления запасов жира, наличие целлюлозоразрушающих ферментов у целлюлозоразрушающих бактерий и др.).
Этологические (поведенческие) адаптации – изменения в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период, брачные игры у птиц и млекопитающих в период размножения и др.). Этологические адаптации характерны для животных.
Живые организмы хорошо адаптированы к периодическим факторам. Непериодические факторы могут вызвать болезни и даже смерть живого организма. Человек использует это, применяя , антибиотики и другие непериодические факторы. Однако длительность их воздействия также может вызвать к ним адаптацию.
Среда обитания оказывает огромное воздействие на человека. В связи с этим все большую актуальность приобретает проблема адаптации человека к своей среде. В социальной экологии этой проблеме придается первостепенное значение. В то же время адаптация – это лишь начальный этап, на котором преобладают реактивные формы поведения человека. Человек не останавливается на этом этапе. Он проявляет физическую, интеллектуальную, нравственную, духовную активность, преобразует (в худшую или худшую сторону) свою среду.
Адаптация человека подразделяется на генотипическую и фенотипическую. Генотипическая адаптация: человек вне своего сознания может приспособиться к изменившимся условиям среды (перепадам температуры, вкусу пищи и т. д.), то есть, если механизмы адаптации заложены уже в генах. Под фенотипической адаптацией понимается включение сознания, своих личностных качеств человека, чтобы приспособится организму к новой среде, сохранить в новых условиях равновесие.
К основным видам адаптации относят физиологическую, адаптацию к деятельности, адаптацию к социуму. Остановимся на физиологической адаптации. Под физиологической адаптацией человека понимается процесс поддержания функционального состояния организма в целом, обеспечивая его сохранение, развитие, работоспособность, максимальную продолжительность жизни. Большое значение в физиологической адаптации придается акклимации и акклиматизации. Понятно, что жизнь человека на Крайнем Севере отличается от его жизни на экваторе, так как это разные климатические зоны. Причем южанин, прожив определенное время на севере, адаптируется к нему и может жить там постоянно и, наоборот. Акклимация – это начальный, срочный этап акклиматизации при изменении климато-географических условий. В некоторых случаях синонимом физиологической адаптации является акклиматизация, то есть приспособление растений, животных и человека к новым для них климатическим условиям. Физиологическая акклиматизация наступает когда у человека с помощью приспособительных реакций повышается работоспособность, улучшается самочувствие, которое может резко ухудшиться в период акклимации. При смене новых условий старыми организм может возвратиться к прежнему состоянию. Подобные изменения и называются акклиматизацией. Те же изменения, которые в процессе приспособления к новой среде перешли в генотип и передаются по наследству, называются адаптивными.
Адаптация организма к условиям проживания (городу, селу, другой местности). не ограничивается лишь климатическими условиями. Человек может жить в городе и в селе. Очень многие предпочитают мегаполис с его шумом, загрязненностью, бешенным ритмом жизни. Объективно жить в селе, где чистый воздух, спокойный размеренный ритм, более благоприятно для людей.
К этой же сфере адаптации относиться переезд, например, в другую страну. Одни быстро адаптируются, преодолевают языковый барьер, находят себе работу, другие – с большим трудом, третьи, внешне адаптировавшись, испытывают чувство, которое называется ностальгией.
Можно особо выделить адаптацию к деятельности. Различные виды деятельности человека предъявляют различные требования к личности (одни требуют усидчивости, исполнительности, пунктуальности, другие – быстроты реакции, умения самостоятельно принимать решения и т. п.). Однако с теми и другими видами деятельности человек может справиться достаточно успешно. Есть деятельность, которая противопоказана человеку, но он ее может выполнять, так как срабатывают механизмы адаптации, который называется выработкой индивидуального стиля деятельности.
Особо следует остановиться на адаптации к социуму, другим людям, коллективу. Человек может приспособиться к группе, усвоив ее нормы, правила поведения, ценности и т. д. В качестве механизмов адаптации здесь выступают внушаемость, толерантность, конформность как формы подчинительного поведения, а с другой – умение найти свое место, обрести лицо, проявить решительность.
Можно говорить об адаптации к духовным ценностям, к вещам, к состояниям, например, к стрессовым, и ко многому другому. В 1936 году канадский физиолог Селье опубликовал сообщение «Синдром, вызванный разными повреждающими элементами», в котором описал явление стресса – общей неспецифической реакции организма, направленной на мобилизацию его защитных сил при действии раздражающих факторов. В развитии стресса были выделены 3 стадии: 1. стадия тревоги, 2. стадия сопротивления, 3. стадия истощения. Г. Селье была сформулирована теория «Общего адаптационного синдрома» (ОАС) и адаптивных болезней, как следствия адаптационной реакции, согласно которой ОАС проявляется всякий раз, когда человек чувствует опасность для себя. Видимыми причинами стресса могут быть травмы, послеоперационные состояния и т. д., изменения абиотических и биотических факторов среды. В последние десятилетия значительно возросло число антропогенных факторов среды, обладающих высоким стрессогенным эффектом (химическое загрязнение, радиация, воздействие компьютеров при систематической работе с ними и т. д.). К стрессорным факторам среды следует отнести и негативные изменения в современном обществе: повышение , изменение соотношения городского и сельского населения, рост безработицы, преступность.
Жизнь человека исторически связана с адаптацией – непрерывным процессом приспособления человека к природным и социальным условиям. Еще Чарльз Дарвин в основу своей теории об эволюции заложил идею о необходимости адаптации живых организмов к меняющимся условиям окружающего мира, неспособность приспособления к которому приводит к вымиранию неприспособленных особей. Это связано с тем, что окружающий людей мир подвержен постоянным изменениям. Так, движение небесных тел вызывает циклическую смену климатических условий, а научно-технический прогресс в сфере информационных технологий привел к практически глобальной перестройке уклада жизни современного человека, сделав возможным то, что еще несколько десятилетий назад казалось невозможным.
Адаптацией называют последовательность изменений, приводящих к перестройке биологических или поведенческих характеристик организма с последующим достижением наиболее выгодного состояния для дальнейшей жизнедеятельности.
Адаптация организмов является проявлением жизни, в связи с чем природа возникновения адаптивных процессов издавна вызывала споры у философов.
Так, Эмпедокл не полагал, что процессы адаптации преследуют определенную цель, являясь естественными механизмами.
Теология же интерпретировала факт того, что существует адаптация организмов, как работу божества и представляла это как одно из доказательств существования бога. Также широко пропагандировалось мнение, что именно бог создавал “лучший из всех возможных миров”. Появление трудов Чарльза Дарвина, в которых он подчеркнул многие недостатки и ограничения, отмеченные им в растительном и животном мирах.
Появление трудов Ламарка, в которых он усовершенствовал теорию эволюции Дарвина, позволило частично объяснить адаптацию организмов как естественный процесс. Также он считал, что существует тенденция к усложнению организмов, связанная с влиянием факторов внешней среды. Однако, работа Менделя и его открытие законов наследственности привело к опровержению ламарксизма.
В настоящее время считается, что в основе адаптации лежит естественная фенотипическая изменчивость, выраженность которой определяется генотипом, наследуемым от потомков. Появление новых признаков, не проявлявшихся ранее у предков, возможно как в результате мутации, так и при проявлении рецессивного признака в случае его наличия в генотипе двух родителей. Также считается, что компенсаторные возможности, лежащие в основе адаптации живого организма определяются уже при его рождении генотипом и не могут быть расширены под влиянием факторов внешней или внутренней среды.
Адаптация ребенка
Весь период жизни человека с момента появления на свет и до самой смерти сопряжен с непрерывным динамическим приспособлением к меняющимся факторам как внешней, так и внутренней среды.
Так, детская адаптация начинается с самого рождения и сопровождается рядом существенных изменений в организме, что связано со сменой условий существования – из защищенного от внешних воздействий материнского организма, дети оказываются под влиянием огромного количества факторов.
В раннем послеродовом периоде адаптация ребенка к окружающему миру включает в себя:
- запуск первого вдоха и начало регулярного дыхания с использованием воздухоносных путей и легких;
- перестройку работы кровеносной системы, связанную с переходом на газообмен в легких;
- полноценную активацию работы желудочно-кишечного тракта и отказ от получения питательных веществ при контакте с материнской кровью в плаценте;
- перестройку работы нервной системы с переходом на режим сон-бодрствование;
- активацию органов чувств с развитием органов зрения, обоняния, вкуса;
- развитие системы самостоятельной терморегуляции, способной нивелировать колебания температуры во внешней среде.
Особого внимания заслуживает развитие иммунной системы, защищающей организм малыша от многочисленных чужеродных агентов, представленных вирусами, бактериями и грибками.
Адаптация ребенка до трех лет заключается в активном в познании мира. Именно в этом периоде он начинает поднимать головку, ползать, сидеть и ходить, учится использовать предметы, планировать и оценивать свои действия и поступки. В этом периоде дети пробуют все, что им интересно, на вкус, активно развивается тактильная чувствительность.
Период от трех до семи лет играет большую роль в психологической адаптации ребенка и связан, как правило, с закладкой личностных качеств и характера ребенка, развитием механизмов поведения. Происходит своеобразное копирование модели поведения родителей, которые являются для него примером. Большое значение для дальнейшей социализации играет развитие речи, что позволяет ребенку вливаться в коллективы сверстников. В этом возрасте большое значение играет количество времени, уделяемое родителями не только на воспитание, но и на времяпрепровождение. Отрицательное влияние на дальнейшее оказывает отвлечение малыша современными гаджетами, которые не только не ускоряют интеллектуальное развитие, но и могут значительно замедлить его.
Возраст от 6 до 14-16 лет является серьезным периодом, фактически определяющим дальнейший жизненный путь ребенка. В этом временном периоде огромное количество информации, полученной ребенком формирует кругозор, развивает эрудированность, позволяет составить основные понятия о поведении в обществе, что играет большое значение не только для детской адаптации, но и взрослой. В ряде случаев, при наличии предрасположенности к развитию психологических нарушений, требуется особый подход к воспитанию ребенка, целью которого будет максимально возможная компенсация отклонений в поведении.
Сложности при воспитании ребенка могут возникать во время полового созревания, биологической основой которого является изменение гормонального фона и переосмысление жизненных ценностей и формирование собственных взглядов. Может наблюдаться изменение поведения, дети думают, что их не понимают.
Социальная адаптация ребенка в возрасте от 16 до 18 лет играет большое значение в связи с выбором будущей профессии и поступлением в высшие учебные заведения, что практически определяет дальнейший жизненный путь.
Наибольшее значение в возрасте от 18 до 65 лет для человека играет приспособление к самостоятельной жизни в социуме, что включает профессиональную адаптацию и создание семьи – базовой ячейки современного общества. Для многих людей такая серьезная перестройка жизни становится серьезным стрессом, побороть который получается далеко не у всех, что приводит к большому количеству разводов, причинами которых могут стать:
- зависимость от психоактивных веществ одного из супругов, которая становится самой частой причиной распада и наблюдается в 41% случаев;
- отсутствие собственного жилья – 14% случаев;
- вмешательство сторонних лиц в семейную жизнь – 14 % случаев;
- отсутствие детей приводит к распаду брака в 8% случаев;
- раздельное проживание, в том числе по служебным или судебным обязательствам – 8%;
- инвалидность одного из супругов – 1%.
Профессиональная адаптация важна для материального обеспечения созданной семьи, воспитания детей и оказывает большое влияние на достижение психологического комфорта. Также, стабильный, хороший доход позволяет человеку правильно питаться, отдыхать, заниматься спортом и следить за состоянием своего здоровья.
Адаптация пожилых
Особенности адаптации у человека старше 65 лет связаны с физиологическим старением многих систем, что требует от них более тщательного контроля за состоянием своего здоровья с соблюдением следующих рекомендаций:
- снижения больших физических нагрузок;
- увеличения расстояния, проходимого ежедневно;
- своевременного посещения врача и точного соблюдения рекомендаций;
- правильного и здорового питания.
Проблемы адаптации у пожилых людей нередко могут быть связаны с возрастной адаптацией – когда наступает глубокий психологический кризис. На его возникновение оказывают влияние факторы:
- анализ прожитой жизни (происходит оценка прошлого, настоящего и будущего);
- проблемы со здоровьем;
- изменение привычного уклада жизни.
Как правило, в пожилом возрасте хронические заболевания, сопровождающиеся тяжелыми осложнениями, встречаются практически у каждого пациента, что значительно повышает риск инвалидизации. Так, согласно статистическим данным, более 80% людей в возрасте старше 75 лет имеют те или иные нарушения, приводящие к нарушению ежедневной жизнедеятельности. Инвалидность всегда становится серьезным потрясением для пациента, в связи с чем психологическая адаптация, позволяющая справиться с переживаниями и новым образом жизни, просто необходима.
В 75% случаев хроническими заболеваниями, приводящими к инвалидности, являются болезни:
- сердечно-сосудой системы;
- злокачественные опухоли;
- нервной системы;
- психические нарушения;
- опорно-двигательного аппарата;
- органов дыхания.
Имеются определенные особенности адаптации у человека пожилого возраста, которые связаны с тем, что большинство из них – одиноко проживающие люди, что существенно осложняет реабилитацию и приспособление к новым условиям жизни.
Можно выделить следующие виды адаптации организмов:
- биологический;
- физиологический;
- социальный.
Как правило, эти виды адаптации организмов оказывают значительное влияние на жизнь не только человека, но других живых существ, позволяя им существовать и оставлять потомство.
Биологическая адаптация
В основе биологической адаптации лежит постоянное изменение морфофункциональных и поведенческих характеристик, что позволяет приспособиться условиям обитания в определенном месте обитания и обеспечить наилучшую выживаемость не только по сравнению с другими видами, но и по сравнению с особями своей популяции. В итоге жизнеспособные особи оставляют потомство, что позволяет виду существовать в дальнейшем, в то время как не приспособленные особи либо меняются дальше, либо исчезают.
Для осуществления биологического вида адаптации организмов требуется взаимодействие внутренних характеристик организмов (отвечающих за приспособление) и внешних (факторы окружающей среды, к которым следует приспособиться).
Примерами биологической адаптации могут служить:
- приспособление к новым условиям обитания;
При изменении условий обитания с живыми существами могут произойти следующие вещи:
смена среды обитания, генетические перестройки, позволяющее приспособиться к новым условиям и исчезновение вида.
Цикличная смена среды обитания представлена, как правило, у птиц и некоторых обитателей океана, которые в определенное время года перемещаются на новое место.
Генетические перестройки приводят к изменению состава популяции под влиянием естественного отбора. В ряде случаев благодаря им живые организмы приобретают новые особенности. Генетические изменения могут приводить к изменению как видимых структур, так и могут существенно влиять на физиологические процессы. В связи с тем, что место обитания подвержено постоянным изменениям, процесс адаптации происходит непрерывно. Однако, возможны ситуации, когда среда изменяется быстрее, чем к ней приспосабливаются организмы, так и наоборот. Если у вида не получается приспособиться к новым условиям, происходит его вытеснение из биотопа более адаптированными существами.
Как правило, из этих возможных исходов лишь генетические перестройки являются истинной биологической адаптацией.
- коадаптации;
Явление коадаптации обусловлено тесным сосуществованием видов и наблюдается, когда появление нового признака у одного организма значительно повышает адаптационные возможности второго. Примером может служить взаимодействие между насекомыми и цветущими растениями.
В основе мимикрии лежит мутационная изменчивость, позволяющая живым организмам быть похожими друг на друга. Это значительно расширяет возможности живых организмов. Примером могут служить как безобидные насекомые, по окраске напоминающие опасных, так и любые живые существа, окраска которых позволяет им не выделяться на фоне окружающей среды (хамелеон, тигр, леопард).
- преадаптация;
Преадаптацией называют возможный механизм развития новых органов из ранее не функционирующих или выполняющих другие задачи. В основе лежит идея, что невозможно появление сложного органа, который бы идеально выполнял возложенную на него функцию. Также преадаптация позволяет объяснить, как происходит смена функций органов в течение эволюции. Суть теории в том, что у организма имеются зачатки органа или орган, который не функционирует или выполняет другую функцию, однако изменение условий окружающей среды приводит к тому, что орган начинает выполнять другую задачу, более важную для выживания. В такой ситуации подключается естественный отбор, который позволяет отобрать особей, наиболее приспособленных к новым условиям.
- акклиматизация.
Адаптация организмов к новым условиям среды, которая происходит при их искусственном или естественном территориальном перемещении с формированием стабильных, самовоспроизводящихся групп, называется акклиматизацией. Это достигается путем расширения своих адаптационных возможностей и эволюционного отбора. Так, коренные обитатели Крайнего Севера имеют хорошую устойчивость к низким температурам, в то же время обитатели пустынь способны переносить не только высокие температуры, но и продолжительное отсутствие воды. Некоторым живым организмам для адаптации к условиям среды пришлось перейти на ночной образ жизни.
Если население не способно к перемещению или развитию новых качеств, способных повысить жизнеспособность, происходит его вымирание в этом регионе. Для полного исчезновения вида смертность должна преобладать над рождаемостью, тогда, спустя какое-то время, популяция особей исчезнет.
Если же процесс адаптации у каких-то видов еще не закончен, это может серьезно сказываться на биоценозе в целом даже при отсутствии изменений в окружающей среде.
Имеются некоторые особенности адаптации у человека, как вида, что связано с наличием абстрактного мышления, позволяющего моделировать сложные ситуации, и предусматривать возможные варианты их развития. В дальнейшем, это стало основой для формирования науки. Способность к образному мышлению позволила значительно расширить возможности человеческой популяции за счет создания сложных приспособлений, позволяющих практически полностью избавиться от воздействия внешних факторов окружающей среды, определяющих направление эволюционного процесса. Так, человек смог достигнуть дна океана, посетить космос, хотя его организм абсолютно не приспособлен к нагрузкам, возникающим в таких условиях. Современный уровень развития медицины также позволил значительно корректировать препятствия для качественной жизни человека и существенно продлить его жизнь.
Таким образом, особенностью адаптации у человека к условиям внешнего мира является некоторая обособленность, по сравнению с другими живыми организмами, а на выживаемость и продление рода в большей степени оказывают влияние социальные качества.
Физиологическая адаптация организмов
Живые существа являются сложным саморегулирующимся механизмом, который существенно зависит от влияния факторов окружающей среды, постоянные изменения которой, как правило, приводят к нарушению равновесия между теми или иными процессами, протекающими в организме. Таким образом, физиологическая адаптация организмов заключается в адекватной реакции на внешние раздражения путем регулирования внутренних процессов.
Интерес к изучению механизма физиологической адаптации организмов возник еще у Чарльза Дарвина, который изучал совпадения и различия в эмоциональных реакциях у людей и животных. В дальнейшем, Волтер Бредфорд Кеннон открыл влияние симпато-адреналовой системы на мобилизацию организма при стрессовом воздействии. Работа Павлова и его учеников доказала общность внутренних нарушений у живых организмов в условиях длительного воздействия чрезвычайного раздражителя.
Однако, фундаментальную роль в формировании понятия о роли процессов адаптации сыграла концепция о постоянстве внутренней среды организма, выдвинутая Клодом Бернаром, сутью которой было мнение о том, что любые внешние воздействия окружающей среды мгновенно компенсируются живым организмом. Его концепция в дальнейшем служила основой трудов Волтера Бредфорда Кеннона о гомеостазе – способности организма сохранять постоянство внутренней среды. По сути, физиологическая адаптация организмов является синонимом гомеостаза.
В подтверждение идей о роли гомеостаза, были проведены исследования Гансом Селье, основанные на изучении адаптационного синдрома (каскада изменений, происходящих в организме в ответ на стресс), что привело к выявлению общих тенденций, подтверждающих, что организм вне зависимости от природы воздействия старается компенсировать возникшие последствия.
Компонентами организма, позволяющими осуществлять физиологическую адаптацию организмов, являются:
- нервная система;
- гуморальная система;
- буферные системы.
Согласно уставу ВОЗ, здоровьем принято считать состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие различных патологий. Глупо было бы отрицать влияние процессов, происходящих в детском возрасте, на дальнейшую судьбу организма. Также следует разделять на психологическое и физическое.
Детская психологическая адаптация состоит в вырабатывании собственного отношения к обществу, моральных и духовных качеств, что в будущем серьезно сказывается на взаимодействии с другими людьми. Особую сложность представляют сироты и дети, выросшие в неблагополучных семьях, что в большинстве случаев сопровождается получением тяжелых психологических травм, сохраняющихся до конца жизни.
В более старшем возрасте на ребенка значительное влияние оказывает коллектив, в котором он проводит время. В связи с этим рекомендуется после школы занимать ребенка секциями, художественными кружками или помочь ему найти другие увлечения, которые будут помогать ему развиваться.
Детская адаптация к окружающему миру, направленная на достижение физического здоровья, включает в себя окончательное созревание систем организма, на что оказывают влияние факторы внешней среды.
Сложно не вспомнить о важности детского питания, особенно в течение первого года после рождения, что является важным условием для правильного развития ребенка. Наиболее оптимально для этой цели подходит кормление грудью (в очень редких случаях может быть противопоказано). Это связано с большим содержанием не только энергетических и пластических веществ, обеспечивающих растущий детский организм всем необходимым, но и факторов иммунной защиты, играющих огромную роль в первый год жизни ребенка, пока длится период адаптации к контакту с многочисленными чужеродными бактериями.
Также большую роль на формирование физического и духовного здоровья оказывает проведение закаливания, начинать которое следует с раннего возраста. Закаливанием называют метод физиотерапии, при котором используется частое повторное воздействие природных факторов с целью повысить функциональные резервы организма.
К используемым природным факторам относят:
- воздух;
- солнечные лучи;
- низкие или высокие температуры;
- низкое атмосферное давление.
При редком воздействии этих факторов в организме происходит запуск сложного физиологического комплекса ответных реакций, направленных на компенсацию возникших изменений. Регулярное непродолжительное воздействие тех же факторов низкой интенсивности позволяет организму адаптироваться к ним, что сопровождается уменьшением выраженности системной реакции совместно с улучшением физико-химического состояния клеток, функционирования всех органов и систем. К положительным сторонам закаливания можно отнести повышение работоспособности, снижение заболеваемости, улучшение самочувствия. Длительные перерывы в закаливании приводят к снижению его эффективности или исчезновению эффекта.
Как правило, закаливание ребенка в возрасте до года проводят с помощью воздушных ванн в течение непродолжительного промежутка времени (порядка нескольких минут). Хорошим закаливающим эффектом обладает ежедневное купание, что положительно сказывается на эмоциональном состоянии и иммунной защите ребенка. Детям после трех лет, если уровень адаптации к воздействию внешних факторов достаточно высок, в ряде случаев разрешается проведение контрастных закаливающих процедур.
В ряде случаев проведение закаливания может быть противопоказано, поэтому перед его проведением следует проконсультироваться со специалистом.
Система адаптации организма к инфекционным заболеваниям
У человеческого организма имеется система адаптации организма, позволяющая ему бороться с инфекционными заболеваниями, называемая иммунитетом. Цель этой системы – защита организма от генетически чужеродных агентов и поддержание гомеостаза на клеточном и молекулярном уровнях организации.
Иммунитет является важной системой адаптации организма, позволяющей поддерживать генетическую целостность организма в течение всей его жизни вне зависимости от количества и интенсивности факторов внешней среды, окружающей его. Благодаря иммунитету сложно организованные организмы приобрели возможность к существованию.
В основе системы иммунитета лежат клеточный и гуморальный компоненты.
К клеточному компоненту иммунной защиты относят все клетки, связанные с осуществлением генетической стабильности организма (макрофаги, NK-клетки, лимфоциты, нейтрофилы, базофилы, эозинофилы). К гуморальному компоненту иммунной системы относят систему комплемента, антитела и различные вещества, препятствующие инвазии чужеродных организмов в органы и ткани организма.
Выделяют врожденный и адаптивный виды иммунитета.
Под врожденным иммунитетом подразумевают эволюционно выработанную защиту, позволяющую распознавать и уничтожать чужеродные агенты, попавшие внутрь организма благодаря выявлению общих для них признаков. За врожденный иммунитет отвечают кожные и слизистые покровы, выполняющие барьерную функцию, лизоцим, система комплемента, макрофаги и NK-клетки, атакующие любой чужеродный материал, не соответствующий генетическим характеристикам собственного организма.
Приобретенный иммунитет является сложной системой адаптации организма к окружающей среде, в которой большое количество вирусов, бактерий и грибков, не способных существовать без других живых существ. От врожденного иммунитета, приобретенный отличается способностью к распознаванию индивидуальных антигенов, что приводит к развитию сложного ответа, с вовлечением гуморального и клеточного компонентов иммунной системы. Для этого вида защиты организма характерно наличие иммунологической памяти, позволяющей при повторной встрече реагировать быстрее и эффективнее.
Приобретенный иммунитет разделяют на активный и пассивный.
Развитие активного иммунитета является частью самостоятельной адаптации организмов к условиям среды и происходит путем контакта с чужеродным агентом (при болезни или вакцинации), что сопровождается появлением не только защитной реакции, но и иммунологической памяти.
Пассивный иммунитет возникает при передаче готовых антител при введении их в организм:
- внутривенно;
- с молоком матери;
- через плаценту.
Также иммунитет, как система адаптации организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды, является важнейшей защитой от онкологических процессов, осуществляя выявление и уничтожение дефектных клеток. Поэтому иммуносупрессия значительно повышает риск развития злокачественных образований.
В современном обществе проблемы при адаптации организма человека к условиям внешней среды сведены к минимуму, что связано с тесным переплетением природных и техногенных факторов.
Однако, высокая распространенность технологий имеет и обратную сторону медали – так, все большее распространение приобретает малоподвижный образ жизни, что значительно усугубляет прогноз в отношении сердечно-сосудистых заболеваний. Люди мало двигаются и обильно питаются, что стало причиной увеличения ожирения. Так, согласно статистике, более 39% людей старше 18 лет имеют избыточный вес, а страдают от ожирения еще 13%. Повышение массы тела значительно повышает риск прогрессирования таких заболеваний, как артериальная гипертензия, сахарный диабет, атеросклероз, которые в совокупности существенно уменьшают продолжительность жизни и повышают нагрузку на общественное здравоохранение, связанную с их лечением. В связи с этим регулярные физические нагрузки должны стать частью жизни как можно большего количества людей. Однако, сложно представить, что неподготовленный человек способен с первых же дней занятий показывать те же результаты, что и профессиональные спортсмены в связи с тем, что требуется определенная адаптация организма к физическим нагрузкам.
Механизм адаптации организма к нагрузкам заключается в последовательности изменений, происходящих в ответ на стрессовое воздействие или раздражение, возникающее в момент физического напряжения. Задача этого процесса адаптации организма – приспособление к нагрузкам, которое происходит при любой методике выполнения тех или иных упражнений, вне зависимости от поставленной цели.
Следует знать, какие изменения происходят в процессе адаптации организма к нагрузкам. Для организма физическая нагрузка является раздражителем, который вызывает соответствующую реакцию центральной нервной системы. Это проявляется выбросом адреналина из коры надпочечников, что приводит к увеличению частоты сердечных сокращений и вентиляции легких за счет учащения дыхания. Такая реакция является общей для любого раздражителя – психологического стресса или физической нагрузки и позволяет организму адаптироваться к работе иных условиях. После определения источника раздражения наблюдается относительно устойчивое состояние, при котором выброс адреналина снижается и стабилизируется, сопровождаясь специфическими в отношении причины раздражения, реакциями.
Так, если причиной изменений стала физическая нагрузка, происходит перестройка организма с целью обеспечения мышц необходимым количеством питательных веществ и кислорода. Запуск процессов, направленных на компенсацию изменений происходит в устойчивом состоянии. Далее, пока система равновесна и потребность в энергии, затрачиваемой при физических нагрузках соответствует имеющимся возможностям организма существенных перемен не происходит.
Когда же организм не справляется с возложенными на него нагрузками, начинается истощение, что требует снижения интенсивности физической работы или полный отказ от нее. Если этого не происходит, наблюдается декомпенсация систем, отвечающих за жизнеобеспечение. Описанные изменения развиваются при непродолжительном влиянии на организм и называются срочной адаптацией.
Продолжительность этого вида адаптации организмов составляет от 6 до 48 часов, что зависит от длительности и интенсивности нагрузки. В основе же долгосрочной адаптации лежит регулярное повторение средней по интенсивности нагрузки, что позволяет увеличить эффективность компенсаторных реакций. Это обусловлено частичным сохранением изменений, вызванных срочной адаптацией и их закреплением путем систематических повторений.
Описанные выше изменения можно применить на практике путем проведения тренировок, если соблюдать основные принципы: регулярность, доступность и постепенность.
В первую очередь для закрепления и развития компенсаторных возможностей необходимо соблюдать принцип регулярности. Так, однократная нагрузка приводит к однократным физиологическим изменениям, которые наблюдаются до 48 часов. Поэтому, если человек хочет добиться повышения эффективности процессов, вызывающих эти изменения и закрепить их, то перерыв между тренировками не должен составлять более двух суток. Если не соблюдать этот принцип, то по истечении 48 часов организм возвращается в исходное состояние, что не позволяет закрепить полученные адаптационные сдвиги.
В основе принципа доступности лежит адекватная оценка имеющихся компенсаторных возможностей организма. Так, многие нетренированные люди считают, что они ничем не хуже спортсменов, в связи с чем пытаются показать хорошие результаты с первых тренировок. Однако, организм нетренированного человека не способен переносить большие нагрузки, что связано с достаточно ограниченным функционированием энергетических систем организма, потенциал которых можно раскрыть лишь при регулярных, правильных тренировках. Проявляются попытки тем, что если значительные нагрузки у адаптированных к ним людей вызывают устойчивое состояние, то те, у кого период адаптации только начался, переходят сразу в фазу истощения, что чревато не только декомпенсацией в работе органов и систем, но и тяжелыми повреждениями внутренних органов.
Постепенность в достижении поставленных задач при регулярных тренировках является важным условием. Так, как известно, закрепление и развитие адаптационных сдвигов возможно лишь в фазе устойчивого состояния, в связи с чем необходимо наблюдать за внешними проявлениями организма, повышая нагрузки постепенно, до наступления фазы истощения.
Несоблюдение вышеупомянутых принципов может не только сделать проведение тренировок бессмысленным, но и навредить организму.
Кроме того, при ряде заболеваний физические нагрузки могут привести к тяжелым последствиям, поэтому перед выбором спортивного направления рекомендуется посетить врача, который, с учетом имеющихся противопоказаний, сможет порекомендовать род занятий.
Адаптация организмов к условиям среды
Адаптация организмов к условиям окружающей среды хорошо прослеживается у живых существ. Как правило, приспособление к конкретному месту обитания является необходимым условием для выживания.
Проследить механизмы адаптации организма живых существ к условиям окружающей среды можно на примере рас человека, формирование которых происходило на протяжении сотен и тысяч лет в соответствии с ареалом обитания.
Можно выделить:
- европеоидную расу;
- негроидную расу;
- монголоидную расу;
- американоидную расу;
- австрало-веллоидную расы.
Выделение расовых признаков стало возможным после развития земледелия, что позволило за относительно незначительный промежуток времени увеличить численность и ареал распространения людей. В дальнейшем, механизм адаптации организма действовал так, что некоторые особи человеческого вида, имеющие черты, делающие их более приспособленными в конкретных климатических условиях, выживали гораздо чаще, что привело формированию рас. Однако, для формирования новой расы, территория должна была быть ограничена, чтобы не происходило смешивания и размывания признаков, что в настоящее время практически невозможно в связи с прогрессивным развитием инфраструктуры по всему миру.
Можно выделить ряд признаков, согласно которым происходила эволюция человеческого вида.
У европеоидной расы кожа светлая, хотя у их потомков, она была смуглой. Биологический смысл этого явления в улучшении синтеза витамина D, низкое образование которого в условиях плохой освещенности чревато развитием рахита.
Негроиды представлены сочетанием как минимум четырех рас. Пигментированная кожа позволяет им ограничивать количество солнечного излучения, которое в больших количествах приводит к ее повреждению, а в ряде случаев – и к онкологическим заболеваниям. Кучерявые волосы также играют большую роль в адаптации организма человека к высоким температурам, создавая теплоизолирующий слой, предохраняющий от перегрева головной мозг.
Еще одним примером может быть наличие у монголоидной расы эпикантуса – особой складки в углу глаза, ролью которого в адаптации организма человека была защита глазного яблока от ветров и избыточного освещения.
Период психологической адаптации человека в новом коллективе определяется индивидуальными характеристиками индивида и особенностями социальной структуры. Так, у человека происходит усвоение новых образцов поведения, ценностей, социальных норм, что позволяет ему вливаться в общество и успешно функционировать в нем.
Продолжительность периода адаптации организма к физическим нагрузкам определяется способностями определенного индивида и сложностью поставленной задачи. Также значительное влияние оказывает стремление человека добиться поставленных цели, что позволяет мобилизовать все свои силы. Однако, следует помнить о том, что даже максимальные уровни адаптации в ряде случаев не позволяют достигнуть желаемого.
Социальная адаптация
Под социальным процессом адаптации понимают активное приспособление индивида к социальной среде.
Возможно три варианта социальной адаптации в обществе:
- нормальную (человек не выделяется из коллектива, подчиняясь правилам, нормам и следуя общепринятым принципам);
- девиантную (человек адаптирован, но нарушает принятые ценности и нормы поведения);
- патологическую (приспособление осуществляется благодаря патологическим формам поведения, связанными с различными нарушениями психики).
Психологическая адаптация
Психологическая адаптация заключается в обеспечении нормального функционирования всех структур психики под влиянием внешних факторов. Результатом эффективной работы этой области сознания является принятие обдуманных решений, прогнозирование событий, а также активные действия по преобразованию окружающего мира с учетом своих интересов и способностей.
В зависимости от направленности адаптивных процессов, выделяют тенденции:
- приспособительную (организм приспосабливается к условиям);
- преобразующую (организм изменяет среду в соответствии с его потребностями).
По проявлениям психологической адаптированности, можно выделить:
- внутреннюю (происходит структурное преобразование внутренних структур в соответствии с ожиданиями социума);
- внешнюю (поведение соответствует ожиданиям общества, однако внутренней перестройки не происходит);
- смешанную (частично изменяются личностные ценности и нормы, сохраняя свое «я»).
Под профессиональной адаптацией понимают процесс вливания человека в трудовую среду с приспособлением к ней для продуктивной деятельности.
На этот процесс оказывают влияние внешние (особенности трудовой деятельности, социальные условия и система отношений между сотрудниками) и внутренние (адаптационные возможности и мотивация) факторы.
Профессиональная адаптация имеет ряд направлений:
- профессионально-деятельностное (приспособление к самой деятельности);
- организационно-нормативное (усвоение организационных норм, правил);
- социально-профессиональное (изменение социального поведения на основе профессиональных функций – врач, учитель);
- социально-психологическое (усвоение неформальных правил поведения в обществе).
Проблемы адаптации могут возникать при несоответствии ожиданий молодого специалиста реалиям профессиональной деятельности. Это вызывает значительные сложности при встрече с препятствиями, в связи с чем формирование адекватного образа профессиональной деятельности в сознании специалиста еще во время обучения играет большое влияние.
Проблемы адаптации в обществе
Если человек способен жить в обществе, иметь семью и содержать ее, то его считают нормальным. Однако, понимание “нормальности” может отличаться в соответствии с возрастом или контингентом лиц. Проблемы адаптации могут возникать при несоблюдении человеком принятых норм, ценностей, индивидуальных особенностях индивида. Так, если человек застенчив по своей натуре, то и на рабочем месте он не сможет активно проявлять себя.
Сколько продолжается процесс адаптации в обществе
Как ни удивительно, но окружение человека на протяжении всей жизни непрерывно изменяется, требуя постоянного приспособления к новым условиям, будь то учеба в высшем образовательном учреждении или профессиональная адаптация на новой работе. В связи с этим можно сказать, что процесс адаптации в обществе происходит непрерывно.
В соответствии с возрастом, выделяют уровни адаптации в обществе:
- первичный (от рождения до становления личности);
- вторичный (происходит при перестройке личности в соответствии с требованиями социума).
Для внутренних изменений в организме, советский физиолог П.К. Анохин ввел понятие функциональной системы, в основе которого лежит сочетание процессов и механизмов их развития, направленных на устранение последствий внешних воздействий. Как правило, задействуется путь, позволяющий наиболее рационально вывести организм из стрессовой ситуации. К таким системам относят иммунитет, биологические ритмы, физические нагрузки.
Если же рассматривается существование человека в социуме, то вне зависимости от того, какой вид социальной адаптации – первичная или вторичная, осуществляется, он включает в себя три фазы:
- освоения социальных ценностей и норм, что позволяет личности относиться к обществу;
- стремления личности к персонализации, воздействия на других членов общества;
- интеграции индивида в конкретную социальную группу, в которой он себя реализует.
Уровни адаптации
Выделяют ряд уровней, на которых осуществляются механизмы адаптации организма:
- биохимический (на этом уровне адаптации происходят ферментативные реакции);
- физиологический (на котором происходит нейро-гуморальная регуляция функций органов);
- морфоанатомический (наличие особенностей, связанных с особенностями жизни);
- поведенческий (создание семьи, поиск жилья);
- онтогенетический (изменение скорости индивидуального развития).
Адаптация организма к физическим нагрузкам и скоординированность действий в группе издавна были необходимы для выживания в суровых условиях окружающей среды. Так, охота на животных, постройка жилища и даже возделывание земли требовали от человека колоссальных затрат сил. В настоящее время потребность в использовании физической силы практически сведена к минимуму – технологии практически избавили человека от этого. Подъем на верхние уровни многоэтажного дома можно осуществить с помощью лифта, тяжелую работу по возделыванию земли берет на себя техника. В настоящее время у человека имеется возможность даже выхода в космос – среду, в которой отсутствует кислород. Таким образом, в настоящее время проблемы адаптации организма человека к условиям внешней среды практически сведены к минимуму в отличие от тех времен, когда окружающая людей природа определяла направление эволюции и в настоящее время все большее влияние на качество жизни оказывает социальный фактор.
Тем не менее, проблемы при адаптации организма человека к новым условиям окружающей среды могут возникнуть и в настоящее время. Так, в последнее время отмечается тенденция к урбанизации – росту крупных городов, что приводит к увеличению процента городского населения во всем мире. Проживание в больших городах сопряжено с высокими информационными и интеллектуальными нагрузками, что неминуемо приводит к усталости и эмоциональным стрессам. Постоянный стресс не только существенно снижает качество жизни, но и предрасполагает к развитию невротических, сердечно-сосудистых и эндокринных болезней.
Также, согласно проведенным исследованиям, высокие эмоциональные и физические нагрузки стали причиной развития артериальной гипертонии у лиц трудоспособного и пожилого возрастов. Особенно отчетливо прослеживалась связь с нарушением материального положения, что говорит о тесной связи качества жизни с состоянием организма.
Жизнь в условиях городской среды нередко сопряжена с многочисленными неудачами, что при нарушении психологической адаптации организма человека проявляется многочисленными срывами, сильнейшими стрессами, нередко летальными исходами в результате суицида или нарушений кровообращения.
Также необходима адаптация организма человека в условиях городской среды к вредным химическим веществам, появление которых связано с производственной или бытовой деятельностью человека (выбросы свинца). Для этого требуется ежегодное прохождение диспансеризации, а также регулярные физические нагрузки в сочетании с закаливанием, что значительно может повысить адаптивные возможности организма.
Обратимы ли процессы адаптации организма
Любые процессы адаптации организма происходят в рамках заложенной при рождении генетической программы, в связи с чем при попадании в определенные условия окружающей среды как максимальное развитие, так и полная деградация какого-либо признака возможна лишь в определенных пределах. Так, человек может регулярно заниматься спортом, что приведет к хорошей физической форме и высокой выносливости, однако прекращение занятий в сочетании с нарушением питания вызовет практически полный возврат к начальному состоянию организма.
Если же рассматривать процессы адаптации организма в рамках эволюции вида, то приобретение новых признаков с каждым последующим поколением, при негативном или отсутствии влияния на выживаемость новые качества могут как бесследно утрачиваться, как бесполезные, так и возникать вновь, в результате новых мутаций.
Адаптация – это приспособление организма к условиям среды за счет комплекса морфологических, физиологических, и поведенческих признаков.
Разные организмы приспосабливаются к различным условиям среды, и в результате появляются влаголюбы-гидрофиты и «сухотерпцы»-ксерофиты (рис. 6); растения засоленных почв – галофиты ; растения, устойчивые к затенению (сциофиты ), и требующие для нормального развития полного солнечного света (гелиофиты ); животные, которые обитают в пустынях, степях, лесах или на болотах, ведут ночной или дневной образ жизни. Группы видов со сходным отношением к условиям среды (то есть живущих в одних и тех же экотопах) называются экологическими группами.
Способности адаптироваться к неблагоприятным условиям у растений и животных различаются. В силу того, что животные подвижны, их адаптации более разнообразны, чем у растений. Животные могут:
– избегать неблагоприятных условий (птицы от зимней бескормицы и холода улетают в теплые края, олени и другие копытные кочуют в поисках корма и т.д.);
– впадать в анабиоз – временное состояние, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что почти полностью отсутствуют их видимые проявления (оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и др.);
– приспосабливаться к жизни в неблагоприятных условиях (от мороза их спасают шерстный покров и подкожный жир, у пустынных животных есть приспособления для экономного расходования воды и охлаждения и т.д.). (Рис. 7).
Растения малоподвижны и ведут прикрепленный образ жизни. Поэтому у них возможны лишь два последних варианта адаптаций. Так, для растений характерно снижение интенсивности процессов жизнедеятельности в неблагоприятные периоды: они сбрасывают листья, зимуют в виде погребенных в почву покоящихся органов – луковиц, корневищ, клубней, сохраняются в состоянии семян и спор в почве. У моховидных способностью к анабиозу обладает все растение, которое в сухом состоянии может сохраняться несколько лет.
Устойчивость растений к неблагоприятным факторам повышается за счет специальных физиологических механизмов: изменение осмотического давления в клетках, регулирование интенсивности испарения с помощью устьиц, использование мембран-«фильтров» для избирательного поглощения веществ и др.
Адаптации у разных организмов вырабатываются с разной скоростью. Наиболее быстро они возникают у насекомых, которые за 10–20 поколений могут приспособиться к действию нового инсектицида, чем объясняются неудачи химического контроля плотностипопуляций насекомых-вредителей. Процесс выработки адаптаций у растений или птиц происходит медленно, в течение столетий.
Наблюдаемые изменения в поведении организмов обычно связаны со скрытыми признаками, которые были у них как бы «про запас», но под действием новых факторов проявились и повысили устойчивость видов. Такими скрытыми признаками объясняется устойчивость некоторых видов деревьев к действию промышленного загрязнения (тополь, лиственница, ива) и некоторых сорных видов к действию гербицидов.
В состав одной экологической группы часто входят организмы, которые не похожи друг на друга. Это связано с тем, что к одному и тому же фактору среды разные виды организмов могут адаптироваться по-разному.
Например, по-разному переживают холод теплокровные (их называют эндотермными , от греческих слов эндон – внутри и терме – тепло) и холоднокровные (эктотермные , от греческого эктос – снаружи) организмы. (Рис. 8.)
Температура тела эндотермных организмов не зависит от температуры окружающей среды и всегда более или менее постоянна, ее колебания не превышают 2–4 о даже при самых сильных морозах и самой сильной жаре. Эти животные (птицы и млекопитающие) поддерживают температуру тела внутренним теплообразованием на основе интенсивного обмена веществ. Тепло своего тела они сохраняют за счет теплых «шуб» из перьев, шерсти и др.
Физиологические и морфологические адаптации дополняются приспособительным поведением (выбор защищенных от ветра мест для ночлега, строительство нор и гнезд, групповые ночевки у грызунов, тесные группы пингвинов, согревающих друг друга, и т.д.). Если температура окружающей среды очень высокая, то эндотермные организмы охлаждаются за счет специальных приспособлений, например испарением влаги с поверхности слизистых оболочек ротовой полости и верхних дыхательных путей. (По этой причине в жару у собаки учащается дыхание и она высовывает язык.)
Температура тела и подвижность эктотермных животных зависит от температуры окружающей среды. Насекомые и ящерицы при прохладной погоде становятся вялыми, малоподвижными. Многие виды животных при этом обладают способностью к выбору места с благоприятными условиями температуры, влажности и освещения солнечным светом (ящерицы греются на освещенных плитах горных пород).
Впрочем, абсолютная эктотермность наблюдается только у очень маленьких организмов. Большинство холоднокровных организмов все-таки способно к слабой регуляции температуры тела. Например у активно летающих насекомых – бабочек, шмелей температура тела поддерживается на уровне 36–40 о С даже при температуре воздуха ниже 10 о С.
Аналогично различаются по своему облику виды одной экологической группы у растений. Они также могут приспосабливаться к одним и тем же условиям среды разными способами. Так, разные виды ксерофитов по-разному экономят воду: у одних – имеются толстые оболочки клеток, у других – опушение или восковой налет на листьях. Некоторые ксерофиты (например, из семейства губоцветные) выделяют пары эфирных масел, которые окутывают их как «одеялом», что снижает испарение. Корневая система у одни ксерофитов мощная, уходит в почву на глубину нескольких метров и достигает уровня грунтовых вод (верблюжья колючка), у других – поверхностная, но сильно разветвленная, что позволяет собирать воду осадков.
Среди ксерофитов есть кустарники с очень небольшими жесткими листьями, которые могут сбрасываться в самое сухое время года (карагана кустарниковая в степи, пустынные кустарники), дерновинные злаки с узкими листьями (ковыли, типчак), суккуленты (от латинского суккулентус – сочный). Суккуленты имеют сочные листья или стебли в которых накапливается запас воды, и легко переносят высокие температуры воздуха. К суккулентам относятся американские кактусы и растущий в среднеазиатских пустынях саксаул. Они обладают особым типом фотосинтеза: устьица открываются ненадолго и только в ночное время, в эти прохладные часы растения запасают углекислый газ, а днем используют его для фотосинтеза при закрытых устьицах. (Рис. 9.)
Разнообразие приспособлений к переживанию неблагоприятных условий на засоленных почвах наблюдается и у галофитов. Среди них есть растения, которые способны накапливать соли в своем теле (солерос, шведка, сарсазан), выделять избыток солей на поверхность листьев специальными железками (кермек, тамариксы), «не пускать» соли в свои ткани за счет непроницаемого для солей «корневого барьера» (полыни). В последнем случае растениям приходится довольствоваться малым количеством воды и они имеют облик ксерофитов.
По этой причине не следует удивляться тому, что в одних и тех же условиях встречаются непохожие друг на друга растения и животные, которые приспособились к этим условиям разыми способами.
Контрольные вопросы
1. Что такое адаптация?
2. За счет чего животные и растения могут приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды?
2. Приведите примеры экологических групп растений и животных.
3. Расскажите о разных приспособлениях организмов к переживанию одних и тех же неблагоприятных условий среды.
4. В чем различие приспособлений к низким температурам у эндотермных и эктотермных животных?
Адаптация организмов к различным условиям существования
1. Как приспосабливаются растения к жизни в суровых условиях?
2. Чем отличаются водные млекопитающие от наземных?
Зависимость строения и образа жизни организмов от среды обитания.
