Օրգանիզմների պիտանիությունը էվոլյուցիոն գործոնների գործողության արդյունք է։ Հարմարվողականությունների հարաբերական բնույթը. Օրգանիզմների հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրին

Հարց 1. Բերե՛ք կենդանի պայմաններին օրգանիզմների հարմարվողականության օրինակներ:
Կենդանիների մոտ հարմարվողական կարող է լինել մարմնի ձևը, գույնը, վարքը: Այսպես, օրինակ, ձիու սմբակները ամենահարմարն են բաց տարածություններում արագ շարժվելու համար, կատվի հետ քաշվող ճանկերն ապահովում են անաղմուկ շարժում, ջրային կաթնասուններն ունեն ձկան նման մարմին՝ ջրի մեջ ամենաարդյունավետ շարժման համար, տարբեր արագություններով և թռիչքի օրինաչափություններ ունեցող թռչունները կազմում են մեկ։ կամ թևի այլ ձև... Ակտիվ պաշտպանության միջոցներ չունեցող միջատների մեջ տարածված է մարմնի ձևը՝ ընդօրինակելով ֆոնային առարկաներ, օրինակ՝ աղոթող մանտիսը, փայտային միջատը և թիթեռային թրթուրները։ Որոշ օրգանիզմներ կարողանում են ընդունել իրենց ապրած ֆոնին համապատասխանող գույն (քամելեոն, թմբուկ):

Հարց 2. Ինչու՞ կենդանիների որոշ տեսակների մեջ կա վառ մերկացնող գույն:
Վառ գույնը սովորաբար բնորոշ է թունավոր կենդանիներին և նախազգուշացնում է գիշատիչներին իրենց հարձակման առարկայի անուտելիության մասին, այն բնորոշ է թունավոր, խայթող կամ այրվող միջատներին (մեղուներ, կրետներ, բշտիկային բզեզներ և այլն): Լեդիբուգ, շատ նկատելի է, թռչունները երբեք չեն ծակում միջատի արտազատած թունավոր սեկրեցիայի պատճառով: Անուտելի թրթուրները վառ նախազգուշական գույն ունեն, շատերը թունավոր գորտեր, օձեր. Այս գունավորումը նախապես զգուշացնում է գիշատչին հարձակման անիմաստության և վտանգի մասին: Փորձերի և սխալների միջոցով գիշատիչները արագորեն սովորում են խուսափել նախազգուշական գունավորմամբ զոհի վրա հարձակվելուց:

Հարց 3. Ո՞րն է միմիկայի երեւույթի էությունը:
Միմիկրիան վերաբերում է անպաշտպան և ուտելի տեսակների նմանությանը մեկ կամ մի քանի անկապ տեսակների հետ, որոնք լավ պաշտպանված են և ունեն նախազգուշական գունավորում: Միմիկիայի երեւույթը տարածված է թիթեռների եւ այլ միջատների մոտ։ Շատ միջատներ նմանակում են խայթող միջատներին: Հայտնի բզեզներ, ճանճեր, թիթեռներ, պատճենող իշամեղուներ, մեղուներ, իշամեղուներ: Միմիկրիա հանդիպում է նաև ողնաշարավորների՝ օձերի մոտ։ Բոլոր դեպքերում նմանությունը զուտ արտաքին է և ուղղված է պոտենցիալ թշնամիների մոտ որոշակի տեսողական տպավորություն ձևավորելուն։

Հարց 4. Ինչպե՞ս է պահպանվում նմանակող տեսակների ցածր առատությունը:
Որոշ տեսակների նմանակումը մյուսների կողմից արդարացված է. ինչպես օրինակելի, այնպես էլ նմանակող տեսակների անհատների շատ ավելի փոքր մասը ենթակա է ոչնչացման: Այնուամենայնիվ, անհրաժեշտ է, որ միմիկ տեսակների առատությունը զգալիորեն պակաս լինի մոդելային տեսակների առատությունից: Հակառակ դեպքում, թշնամիները չեն զարգացնի կայուն բացասական ռեֆլեքս նախազգուշական գույնի նկատմամբ: Միմիկ տեսակների առատությունը կարող է պահպանվել անհրաժեշտ մակարդակի վրա՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ այս տեսակների գենոֆոնդը հագեցած է մահացու մուտացիաներով։ Հոմոզիգոտ վիճակում այդ մուտացիաները առաջացնում են օրգանիզմի մահ, ինչի արդյունքում անհատների բարձր տոկոսը չի հասնում սեռական հասունության։

Հարց 5. Արդյո՞ք բնական ընտրության գործողությունը տարածվում է կենդանիների վարքի վրա: Բերեք օրինակներ։
Գոյության պայքարում օրգանիզմների գոյատևման համար մեծ նշանակություն ունի հարմարվողական վարքը։ Հարմարվողական գունազարդման և մարմնի ձևի արդյունավետությունը կտրուկ աճում է, երբ զուգակցվում է վարքի հետ: Օրինակ՝ կատվազգիների ունակությունը երկար ժամանակդարանակալ նստելը և կայծակնային արագ ցատկերը ապահովում են դարանակալ գիշատչի որսի հաջողությունը: Այս որսորդի համար օգտակար հատկություններ են գայլի՝ կողքից ներս մտնելու և ոհմակով որսալու կարողությունը։ Անկասկած, որոշ կենդանիների կողմից տարվա անբարենպաստ սեզոնի համար սննդի պահպանումն արդարացված է։ Օրինակ՝ արմատախոտը պահում է մինչև 10 կգ հացահատիկ, հացահատիկ, արմատ և չոր խոտ։ Պաշտպանության ակտիվ մեթոդներ չունեցող օրգանիզմներին վտանգի դեպքում թաքնվելը թույլ է տալիս փրկել կյանքը։

Հարց 6. Ինչու՞ է պակասում սերունդների թիվը կենդանիների տեսակների մեջ, որոնք խնամում են իրենց սերունդներին: Բերեք օրինակներ։
Ցածր կազմակերպված օրգանիզմներում սերունդները ամենից հաճախ թողնվում են հոգալու համար: Սա բացատրում է անողնաշարավորների և ստորին ողնաշարավորների նման բարձր պտղաբերությունը։ Անչափահասների բարձր ոչնչացման պայմաններում ձագերի մեծ թիվը ծառայում է որպես տեսակի գոյության համար պայքարի միջոց։ Սերունդների նկատմամբ զարգացած խնամքի պայմաններում կտրուկ աճում է սերունդների գոյատևող և սեռական հասունացման թիվը, ինչը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել նրանց սկզբնական թիվը:

Հարց 7. Ո՞րն է օրգանիզմների հարմարվողական հատկանիշների հարաբերական բնույթը: Բերեք բույսերի և կենդանիների օրինակներ:
Կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքը շատ նուրբ է հարմարեցված գոյության պայմաններին։ Ցանկացած տեսակների հատկանիշկամ գույքը հարմարվողական բնույթ ունի, նպատակահարմար է տվյալ միջավայրում, տվյալ կենսապայմաններում, միայն տեսակի համար սովորական միջավայրում։ Երբ շրջակա միջավայրի պայմանները փոխվում են, դրանք դառնում են անօգուտ կամ նույնիսկ վնասակար մարմնի համար: Միմիկայի շնորհիվ թռչունների մեծ մասը չի դիպչում կրետներին և մեղուներին, բայց նրանց մեջ կան տեսակներ, որոնք ուտում են կրետներ, մեղուներ և նրանց նմանակողներ: Ոզնին ու քարտուղար թռչունն անվնաս են ուտում թունավոր օձեր... Ցամաքային կրիաների պատյանը հուսալիորեն պաշտպանում է նրանց թշնամիներից, սակայն գիշատիչ թռչունները նրանց բարձրացնում են օդ և ջարդում գետնին։
Ցանկացած հարմարվողականություն նպատակահարմար է միայն տեսակի համար սովորական միջավայրում: Երբ շրջակա միջավայրի պայմանները փոխվում են, պարզվում է, որ դրանք անօգուտ կամ վնասակար են օրգանիզմի համար։ Կրծողների կտրիչների անընդհատ աճը շատ կարևոր հատկանիշ է, բայց միայն պինդ սննդով սնվելու դեպքում։ Եթե ​​առնետին պահում են փափուկ սննդի վրա, կտրիչներն առանց մաշվելու այնքան են մեծանում, որ սնվելն անհնար է դառնում։ Այսպիսով, կատուների բոլոր կառուցվածքային և վարքային առանձնահատկությունները համապատասխանում են գիշատիչին, որը դարանակալում է որսին. փափուկ բարձիկներ մատների վրա, հետ քաշվող ճանկեր, մթության մեջ տեսնելու ունակություն: Միևնույն ժամանակ, բաց տարածքներում այս բոլոր սարքերն անօգուտ են։
Խորապես հեռանալով արմատային համակարգԱնապատի բույսերը օգտակար չեն խոնավ միջավայրերում: Ջրային կաթնասունների մեջ վերջույթների վերածումը թռչողակների օգտակար է ջրում ապրելու համար, սակայն ցամաքում կետաձկաններն անշարժ են, իսկ պտուտակավորները շատ անհարմար են շարժվում:
Այսպիսով, ցանկացած կառուցվածք և ցանկացած գործառույթ հարմարեցում է կոնկրետ պայմաններին: արտաքին միջավայր, այսինքն. հարմարվողականությունները հարաբերական են. Հարմարվողական հատկանիշներից ոչ մեկը բացարձակ անվտանգություն չի ապահովում իրենց տերերի համար:

Բնապահպանական գործոնները կարող են հանդես գալ որպես.

գրգռիչներ և առաջացնել հարմարվողական փոփոխություններ ֆիզիոլոգիական և կենսաքիմիական գործառույթներում.

զսպումներ , անհնարին դարձնելով գոյություն ունենալ այս պայմաններում.

փոփոխիչներ օրգանիզմների անատոմիական և ձևաբանական փոփոխություններ առաջացնելը.

ազդանշաններ , նշելով շրջակա միջավայրի այլ գործոնների փոփոխությունները:

Բնապահպանական անբարենպաստ պայմաններին հարմարվելու գործընթացում օրգանիզմները կարողացան զարգացնել վերջինից խուսափելու երեք հիմնական եղանակ.

Ակտիվ ճանապարհ - նպաստում է դիմադրողականության ամրապնդմանը, կարգավորիչ գործընթացների զարգացմանը, որոնք թույլ են տալիս իրականացնել օրգանիզմների բոլոր կենսական գործառույթները՝ չնայած անբարենպաստ գործոններին.

Օրինակ՝ տաքարյունությունը կաթնասունների և թռչունների մոտ։

Պասիվ ճանապարհ կապված է օրգանիզմի կենսագործունեության ստորադասման հետ շրջակա միջավայրի գործոնների փոփոխություններին։ Օրինակ՝ երեւույթը թաքնված կյանք , որն ուղեկցվում է ջրամբարի չորացման ժամանակ կենսագործունեության կասեցմամբ, ցրտից և այլն՝ մինչև պետական երևակայական մահ կամ կասեցված անիմացիա .

Օրինակ՝ բույսերի չորացած սերմերը, դրանց սպորները, ինչպես նաև փոքր կենդանիները (պտույտներ, նեմատոդներ) ի վիճակի են դիմակայել 200 o C-ից ցածր ջերմաստիճաններին։ Կասեցված անիմացիայի օրինակներ։ Բույսերի ձմեռային քնկոտություն, ողնաշարավորների ձմեռում, հողում սերմերի և սպորների պահպանում։

Այն երևույթը, որի դեպքում որոշ կենդանի օրգանիզմների անհատական ​​զարգացման մեջ ժամանակավոր ֆիզիոլոգիական հանգիստ է լինում՝ շրջակա միջավայրի անբարենպաստ գործոնների պատճառով, կոչվում է. diapause .

Անբարենպաստ ազդեցություններից խուսափելը - մարմնի կողմից այնպիսի կյանքի ցիկլերի զարգացում, որոնցում նրա զարգացման ամենախոցելի փուլերը ավարտվում են տարվա ամենաբարենպաստ ժամանակահատվածներում՝ ջերմաստիճանի և այլ պայմանների առումով:

Նման հարմարվողականությունների սովորական ճանապարհը միգրացիան է:

Օրգանիզմների էվոլյուցիոն հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրի պայմաններին, որն արտահայտվում է նրանց արտաքին և ներքին բնութագրերի փոփոխությամբ, կոչվում է. հարմարեցումներ ... Հարմարվողականության տարբեր տեսակներ կան.

Մորֆոլոգիական հարմարվողականություններ ... Օրգանիզմներն ունեն նման հատկանիշներ արտաքին կառուցվածքըորոնք նպաստում են օրգանիզմների գոյատևմանը և հաջող կյանքին իրենց սովորական պայմաններում։

Օրինակ՝ ջրային կենդանիների մարմնի պարզեցված ձևը, սուկուլենտների կառուցվածքը, հալոֆիտի հարմարվողականությունը:

Կենդանու կամ բույսի հարմարվողականության ձևաբանական տեսակը, որում նրանք ունեն արտաքին ձև, որն արտացոլում է միջավայրի հետ փոխազդեցության ձևը, կոչվում է. տեսակի կյանքի ձևը ... Նույն բնապահպանական պայմաններին հարմարվելու գործընթացում տարբեր տեսակներկարող է ունենալ նմանատիպ կյանքի ձև:

Օրինակ՝ կետ, դելֆին, շնաձուկ, պինգվին։

Ֆիզիոլոգիական հարմարվողականություններ դրսևորվում են կենդանիների մարսողական տրակտում ֆերմենտային հավաքածուի առանձնահատկություններով, որոնք որոշվում են սննդի բաղադրությամբ։

Օրինակ՝ ուղտերի մեջ ճարպերի օքսիդացման շնորհիվ խոնավության ապահովում։

Վարքագծային ադապտացիաներ - դրսևորվում են կացարանների ստեղծմամբ, առավել բարենպաստ պայմաններ ընտրելու նպատակով տեղաշարժվելու, գիշատիչներին վախեցնելու, թաքնվելու, երամակային վարքագծով և այլն։

Յուրաքանչյուր օրգանիզմի հարմարվողականությունը որոշվում է նրա գենետիկ նախատրամադրվածությամբ։ Շրջակա միջավայրի պայմանների գենետիկական կանխորոշմանը համապատասխանության կանոնը քանի դեռ որոշակի տեսակի օրգանիզմների շրջապատող միջավայրը համապատասխանում է այս տեսակի տատանումներին և փոփոխություններին հարմարվելու գենետիկ ունակությանը, այս տեսակը կարող է գոյություն ունենալ: Շրջակա միջավայրի պայմանների կտրուկ և արագ փոփոխությունը կարող է հանգեցնել այն բանի, որ հարմարվողական ռեակցիաների արագությունը հետ կմնա շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխություններից, ինչը կհանգեցնի տեսակների լուսավորության: Վերոնշյալը լիովին վերաբերում է մարդկանց։

Դիտարկենք 158-163 նկարները։ Ինչպիսի՞ն են նկարներում պատկերված օրգանիզմների հարմարվողականությունը կենսապայմաններին: Մտածեք, թե արդյոք օրգանիզմները կպահպանեն այս հարմարվողականությունները, եթե փոխվեն նրանց ապրելավայրի պայմանները:

Բոլոր օրգանիզմներն ունեն տարբեր հարմարվողականություններ կենսապայմաններին: Այս հարմարեցումները զարգանում են էվոլյուցիայի ընթացքում երկու փուլով. Սկզբում օրգանիզմները մուտացիոն և կոմբինատիվ փոփոխականության արդյունքում զարգացնում են նոր կերպարներ։ Այնուհետև այդ նշանները փորձարկվում են բնական ընտրության միջոցով շրջակա միջավայրի պայմաններին համապատասխանության համար:

Օրգանիզմների հարմարվողականության օրինակներ.Բնակելի միջավայրի պայմաններին օրգանիզմների հարմարվելու օրինակներն այնքան շատ են, որ գրեթե անհնար է նկարագրել դրանք բոլորին: Ահա ընդամենը մի քանի օրինակ:

Բրինձ. 158. Պաշտպանիչ գունավորում կենդանիների մոտ. 2 - մասնատող գունավորում առանցքի եղջերուների մեջ

Մորֆոլոգիական հարմարվողականությունները ներառում են տարբեր օրգանիզմներում հայտնաբերվածները, Տարբեր տեսակներպաշտպանիչ, նախազգուշական գունավորում, քողարկման և պասիվ պաշտպանություն:

Բաց ապրող անհատների մոտ զարգանում է պաշտպանիչ գունավորում, ինչը նրանց ավելի քիչ նկատելի է դարձնում շրջապատող ֆոնի վրա: Նման գունավորումը պինդ է (ձմռանը տունդրայի կաքավի սպիտակ փետուրը), եթե շրջակա ֆոնը միատեսակ է կամ մասնատված (առանցքային եղջերուների մաշկի վրա բաց և մուգ կետեր), եթե շրջակա ֆոնի վրա փոխվում են լույսի և ստվերի բծերը (նկ. 158): Պաշտպանիչ գունազարդման ազդեցությունը ուժեղանում է կենդանու համապատասխան վարքագծի շնորհիվ: Վտանգի պահին նրանք թաքնվում են, ինչը նրանց էլ ավելի քիչ նկատելի է դարձնում շրջակա ֆոնի վրա։

Թշնամիներից պաշտպանվելու քիմիական միջոցներ ունեցող անհատների մոտ առաջանում է նախազգուշական գունավորում: Դրանք ներառում են, օրինակ, խայթող կամ թունավոր միջատներ, անուտելի կամ այրվող բույսեր: Էվոլյուցիայի գործընթացում նրանք զարգացել են ոչ միայն թունավոր քիմիական նյութեր, բայց նաև վառ, սովորաբար կարմիր-սև կամ դեղին գույնի (նկ. 159): Վտանգի պահին զգուշացնող գույներով որոշ կենդանիներ գիշատիչին վառ կետեր են ցույց տալիս, սպառնալից դիրք են ընդունում, ինչը շփոթեցնում է թշնամուն։

Բրինձ. 159. Զգուշացնող գունավորում տեգերի գորտերում

Քողարկում՝ պաշտպանություն, որը ծառայում է ոչ միայն գույնին, այլև մարմնի ձևին: Քողարկման երկու տեսակ կա. Առաջինն այն է, որ քողարկված օրգանիզմն իր տեսքով հիշեցնում է առարկա՝ տերև, ճյուղ, քար և այլն։ Քողարկման այս տեսակը լայնորեն հանդիպում է միջատների մոտ՝ փայտիկ միջատներ, ցեցեր և ցեցերի թրթուրներ (նկ. 160)։

Բրինձ. 160. Քողարկում՝ տերևավոր բիծերի համար

Քողարկման երկրորդ տեսակը հիմնված է պաշտպանված օրգանիզմների անպաշտպան օրգանիզմների իմիտացիոն նմանության վրա։ Այսպիսով, անվնաս ապակե թիթեռները նմանվում են խայթող միջատներին՝ կրետներին իրենց որովայնի գույնով, հետևաբար միջատակեր թռչունները նրանց չեն դիպչում (նկ. 161):

Բրինձ. 161. Քողարկվել ապակե թիթեռի մոտ

Պասիվ պաշտպանության միջոցները մեծացնում են գոյության պայքարում օրգանիզմի գոյատևման հավանականությունը։ Օրինակ՝ կրիաների պատյանները, փափկամարմինների պատյանները, ոզնիի ասեղները պաշտպանում են նրանց թշնամու հարձակումներից։ Վարդի ցողունների փշերը և կակտուսների փշերը խանգարում են բուսակեր կաթնասուններին ուտել այդ բույսերը (նկ. 162):

Բրինձ. 162. Փշոտ կակտուսի պասիվ պաշտպանության միջոց

Ֆիզիոլոգիական հարմարվողականություններն ապահովում են օրգանիզմների դիմադրողականությունը ջերմաստիճանի, խոնավության, լուսավորության և անշունչ բնույթի այլ պայմանների նկատմամբ։

Այսպիսով, օրգանիզմում երկկենցաղների և սողունների մոտ միջավայրի օդի ջերմաստիճանի նվազմամբ նվազում է նյութափոխանակության մակարդակը և սկսվում է ձմեռային քունը։ Թռչունների և կաթնասունների մոտ, ընդհակառակը, շրջակա օդի ջերմաստիճանի նվազման դեպքում օրգանիզմում մեծանում է նյութափոխանակությունը, ինչը մեծացնում է ջերմության արտադրությունը։ Միաժամանակ առաջացող հաստ փետրավոր շերտը և ճարպի ենթամաշկային շերտը խանգարում են մարմնի ջերմությունը կորցնելուն (նկ. 163):

Բրինձ. 163. Ձմեռային սկյուռի մորթին հաստ ներքնազգեստ ունի։

Վարքագծային ադապտացիաները հանդիպում են միայն բարձր զարգացած նյարդային համակարգ ունեցող կենդանիների մոտ։ Նրանք ներկայացնում են տարբեր ձևերվարքագիծ, որն ուղղված է ինչպես անհատների, այնպես էլ տեսակների գոյատևմանը որպես ամբողջություն:

Բոլոր վարքային հարմարվողականությունները կարելի է բաժանել բնածին և ձեռքբերովի: Բնածինները ներառում են, օրինակ, զուգավորման վարքագիծը, սերունդների պաշտպանությունը և կերակրումը, գիշատիչներից խուսափելը, միգրացիան: Այսպիսով, առյուծը իր ձագերին լիզելիս հիշում է նրանց հոտը։ Նույն գործընթացը նրա մեջ արթնացնում է առյուծի ձագերին թշնամիներից պաշտպանելու անհրաժեշտությունը (նկ. 164, 1):

Բրինձ. 164. Օրգանիզմների վարքագծային ադապտացիաներ՝ 1 - առյուծի ձագին լիզող առյուծ; 2 - ճապոնական մակականներ, որոնք սնվում են տաք աղբյուրի մեջ; 3 - ջրային թռչուններ, որոնք ձմեռում են քաղաքի սառույցից զերծ ջրային մարմնի վրա

Ձեռք բերված վարքագծային հարմարվողականությունները նույնպես կարևոր դեր են խաղում կենդանիների կյանքում: Օրինակ՝ կապիկների ամենահյուսիսային տեսակը՝ ճապոնական մակակը, որը հայտնաբերված է Ճապոնիայի հյուսիսում, անցել է ձնաջրային ապրելակերպի (նկ. 164, 2): Ձմռանը, երբ սկսում են ավելի ուժեղ սառնամանիքները, այս կապիկները լեռներից իջնում ​​են տաք աղբյուրներ, որտեղ նրանք լցվում են տաք ջրով: Մեկ այլ պատկերավոր օրինակ. Խոշոր քաղաքներում միջին գոտիՌուսաստանում չվող թռչունների վարքագիծը փոխվել է. Այսպիսով, որոշ ջրային թռչուններ դադարեցին ձմեռել թռչել տաք շրջաններում: Նրանք մեծ հոտերով հավաքվում են չսառչող ջրային մարմինների վրա, որտեղ միշտ կա անհրաժեշտ սնունդ (նկ. 164, 3):

Հարմարվողականությունների հարաբերական նպատակահարմարությունը.Օրգանիզմների բոլոր հարմարվողականությունները զարգանում են նրանց միջավայրի հատուկ պայմաններում։ Եթե ​​շրջակա միջավայրի պայմանները փոխվեն, հարմարվողականությունները կարող են կորցնել իրենց դրական նշանակությունը, այլ կերպ ասած՝ ունեն հարաբերական նպատակահարմարություն։

Հարմարվողականության հարաբերական նպատակահարմարության մասին շատ ապացույցներ կան. որոշ թշնամիների դեմ օրգանիզմի պաշտպանությունն անարդյունավետ է ստացվում մյուսների դեմ. մարմնի վարքագիծը կարող է անիմաստ դառնալ. Որոշ պայմաններում օգտակար օրգանը պարզվում է, որ որոշ դեպքերում անօգուտ է: Օրինակ՝ խոզուկը ծնողական բնազդի շնորհիվ կերակրում է կկվին, որը դուրս է եկել կկվի կողմից բնը նետված ձվից (նկ. 165):

Բրինձ. 165. Օրգանիզմների հարմարվողականության հարաբերական նպատակահարմարություն՝ խոզուկ, կերակրող կկու.

Այսպիսով, էվոլյուցիայի շարժիչ ուժերի գործողության հիմնական արդյունքը նոր օրգանիզմների առաջացումն է և գոյություն ունեցող հարմարվողականությունների բարելավումը։ Քանի որ փոխվում են օրգանիզմների գոյության պայմանները, բնության մեջ բացարձակ ադապտացիաներ չկան, և նրանց ի հայտ գալու գործընթացը անվերջ է։ Նույն տեսակին պատկանող անհատների մոտ առկա հարմարվողականությունների տարբերությունները աննշան են։ Մեկուսացման մեջ այս տարբերությունների համախմբումը հանգեցնում է նոր տեսակների առաջացմանը, այսինքն. դեպի սպեցիֆիկացիա։

Զորավարժություններ ծածկված նյութի վրա

1. Ինչպե՞ս են անհատները հարմարվում իրենց միջավայրին:
2. Ինչպե՞ս է դրսևորվում ադապտացիաների հարաբերական նպատակահարմարությունը։ Պատկերացրեք պատասխանը օրինակներով:
3. Կարո՞ղ են օրգանիզմները երկար էվոլյուցիայի ընթացքում զարգացնել բացարձակ, այսինքն՝ կատարյալ հարմարվողականություններ: Փաստարկե՛ք ձեր պատասխանը։

Կենսաբանությանը հայտնի են բազմաթիվ դեպքեր, երբ մի խումբ, որը պատահաբար բաժանվում է հիմնական բնակչությունից, կարող է մի քանի դար անց ամբողջությամբ ձևավորվել. նոր տեսակ... Երբեմն նույնիսկ պատահում է, որ միևնույն ժամանակ մայր տեսակի անհատները շարունակում են ապրել նույն տարածքում։

Կան նաև բազմաթիվ օրինակներ, երբ տեսակներին ստիպում են ապրել անընդհատ փոփոխվող արտաքին միջավայրում։ Հաճախ «փոփոխությունը» վերաբերում է կենսական ցուցիչի մշտական ​​վատթարացմանը: Երբ այս միջակայքից դուրս է, տեսակը ամենից հաճախ պարզապես մահանում է:

Գոյատևման նախադրյալներ

Գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ տեսակը գոյատևելու հնարավորություն ունի միայն այն դեպքում, եթե այն սկսի ակտիվորեն փոխվել՝ հարմարվելով կտրուկ փոփոխված պայմաններին: Այս երեւույթը կոչվում է ֆիլետիկ տեսակավորում։ Այս դեպքում ոչ միայն ձևավորվում է օրգանիզմների հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրին, այլև զարգանում են կենդանի էակների համար բոլորովին նոր նշաններ։

Այսօր մեր մոլորակի վրա ապրում են միլիոնավոր տեսակներ: Արդյո՞ք սա վկայում է կյանքի ուժի, նրա մշտական ​​փոփոխականության մասին: Ցավոք, մի քանի միլիոն տարի առաջ շատ ավելի շատ կենդանի արարածներ կային: Մի քանիսը սառցե դարաշրջաններև կլիմայի մշտական ​​խաթարումները հանգեցրել են նրան, որ տեսակների բազմազանությունը կտրուկ նվազել է։ Ողջ են մնացել միայն ամենաուժեղները:

Հարմարվողականության կարևոր օրինակներ

Կենդանի էակների օրգանների և նրանց կատարած գործառույթի հնարամիտ համապատասխանությունը անհիշելի ժամանակներից գրավել է մարդկանց ուշադրությունը. ծովային ձուկ... Բայց իդեալական, ներդաշնակ նամակագրությունը շատ ավելի ցայտուն է։ տեսքըկենդանիներ և բույսեր՝ իրենց բնական միջավայրով.

Իհարկե, օրինակներն անվերջ են։ Եվ, հետևաբար, այս հոդվածի շրջանակներում կարելի է պատմել միայն որոշ կենդանի էակների մասին, որոնց շրջակա միջավայրին հարմարվելու առանձնահատկությունները ամենից պարզ և հստակ ապացուցում են Դարվինի կոռեկտությունը։

Թռչուններ

Այսպիսով, մարդը վաղուց գիտի թռչունների, ինչպես նաև հատկապես նրանց ճտերի և ձվերի համար պաշտպանիչ գունավորման կարևորության մասին: Փայտե ցեխի, սև ցուպիկի և կաքավի մեջ (բնադրում են բաց) ձվերի կեղևը գրեթե իդեալականորեն միաձուլվում է շրջակա տարածքի ֆոնի հետ։ Ընդհանուր առմամբ, էգի մեջքը նույնպես չի տարբերվում շրջակա բնապատկերից, երբ դիտվում է կողքից։ Առավել հետաքրքիր է այն փաստը, որ խոռոչներում և այլ թաքնված վայրերում բնադրող թռչունների էգերն ու ձվերը հաճախ շատ վառ գույն են ունենում (նույն թութակները, օրինակ)։

Թրթուրներ

Իսկ միջավայրին հարմարվելու ի՞նչ հատկանիշներ ունեն միջատները։ Դե, նրանք նույնիսկ ավելի շատ են, քան այս դասի բոլոր անդամները: Կարծում ենք՝ բոլորին է հայտնի փայտի միջատների ապշեցուցիչ նմանությունը չոր ոստերին։ Այս ոլորտում որոշ հետազոտություններ դեռևս օգտագործվում են զինվորականների կողմից «անտառային» քողարկման կոստյումներ ստեղծելու ոլորտում:

Այնուամենայնիվ, շատ թրթուրների մարմինները շատ նման են ոստերի, և թիթեռների թևերը կարող են անցնել այն տարածքի ծառերի տերևների համար, որտեղ նրանք ապրում են: Այստեղ պետք է նշել, որ այս դեպքում ներդաշնակ համադրվում է հովանավորող մարմնի ձևը և հովանավորող գույնը։ Որոշ թիթեռներ, երբ միաձուլվում են շրջապատի հետ, դժվար է տարբերել տերեւներից, նույնիսկ մոտ տարածությունից: Եթե ​​քիչ թե շատ գիտեք կենսաբանություն, ապա հիանալի պատկերացնում եք միջատների դասի ողջ բազմազանությունը։ Անտառ կամ դաշտ մտնելով՝ տեսնում ես դրանց ընդհանուրի 2-3%-ից ոչ ավելին: Մնացածն ուղղակի քողարկված են։

Բայց! Պետք չէ ենթադրել, որ օրգանիզմների պիտանիության օրինակները սահմանափակվում են սովորական քողարկումներով։ Հիշեք հարմարվողական գունավորումը, երբ վառ գույներով, «գունավոր» միջատները պարզապես տարածված չեն գիշատիչների մոտ, քանի որ նրանք լավ գիտեն իրենց սննդի կտրուկ բացասական հատկությունները: Այսպիսով, տիտղոսակիրը կամ ճնճղուկը, երիտասարդության տարիներին մի երկու անգամ փորձելով զինվորի բզիկով կծել, մինչև կյանքի վերջ հիշի նրանց սուր, թունավոր համը։

Բացի այդ, օրգանիզմների շրջակա միջավայրին հարմարվողականության գծերը ներառում են միմիկան: Այս երեւույթը հիշեցնում է հովանավորող գունավորում, բայց «հակառակը»։ Ուրեմն ոմանք անպաշտպան են ու ուտելի տեսակներհիանալի կերպով կարող է ընդօրինակել այն միջատներին, որոնք թունավոր են կամ ունեն զզվելի համ: Օրինակ՝ կրետի ճանճերը շատ նման են կրետներին, որոնցից նույնիսկ շատ թռչուններ են վախենում։ Այս ամենը հուշում է, որ օրգանիզմների հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրի պայմաններին նույն հարմարվողական, հարմարվողական բնույթն է:

Բարձրագույն կաթնասուններ

Այս ամենը կարելի է տեսնել բարձրակարգ կաթնասունների օրինակով։ Զեբրերի գույնը մեզ վառ և նույնիսկ ինչ-որ չափով ծիծաղելի է թվում, միայն թե այն հիանալի կերպով կրկնում է լույսի և ստվերի փոփոխությունը խոտի թավուտներում, ինչը թույլ է տալիս այս կենդանիներին կատարելապես քողարկվել սավաննայում: Ականատեսները հաստատում են, որ անպատրաստ մարդիկ երբեմն զեբրերին չեն նկատում անգամ բաց տարածքներում՝ ընդամենը 50-70 մ հեռավորությունից։

Այլ առանձնահատկություններ

Որոշ կենդանի արարածներ ունեն նույնիսկ ավելի զարմանալի և արդյունավետ ադապտացիաներ, դրանք են քամելեոններն ու թրթուրները, որոնք կարող են փոխել իրենց մարմնի գույնը՝ առաջացնելով օրգանական պիգմենտների վերաբաշխում մաշկի քրոմատոֆորներում: Մի մոռացեք, որ պաշտպանիչ գունավորումը և այլ պաշտպանիչ գործոնները կտրուկ բարելավում են դրանց արդյունավետությունը՝ համապատասխան վարքագծի դեպքում: Սա ներառում է սառեցման ռեֆլեքսը, հանգստի կեցվածք ընդունելը, որը բնորոշ է կենդանիների հսկայական տեսակների համար:

Որտեղի՞ց են կենդանի էակները ստացել այս ունակությունը:

Ընդհանուր առմամբ, որտեղի՞ց է առաջացել օրգանիզմների հարմարվողականությունը իրենց միջավայրին: Ընդհանրապես, նախորդ մասում մենք արդեն արտահայտել ենք մեծ Դարվինի կարծիքը. եթե կենդանին կամ բույսը կարող է գոյատևել կլիմայի կամ այլ պայմանների կտրուկ փոփոխությունից, ապա նրա հետնորդներն են դառնալու ամենատարածվածը: Այսպիսով, կենդանի էակների մեջ որոշ նոր հարմարվողականությունների առաջացման հիմնական պատճառը հենց բնական ընտրությունն է: Եկեք դա ցույց տանք գործնական օրինակով՝ քննարկելով անտառի ստորին հովանոցում բնակվող գորշ թռչունների ընտանիքի կյանքը:

Կառուցվածքային առանձնահատկություններ

Հիշենք այս թռչունների արտաքին կառուցվածքի հիմնական առանձնահատկությունները. կտուցը կարճ է, այն չի խանգարում անմիջապես անտառի աղբից (այդ թվում՝ ձյան ծածկույթից) ուտելիք ծակել։ նրանց թաթերի վրա՝ հաստ եզրային հիմք, որի օգնությամբ նրանք կարող են ապահով քայլել նույնիսկ խոր ձյան տակ: Փետուրի կառուցվածքի առանձնահատկությունները թույլ են տալիս նրանց գիշերներն անցկացնել գլխով թաղված ձյան մեջ, իսկ կարճ, լայն թեւերը սև թրթուր են դարձնում այն ​​թռչուններից մի քանիսին, որոնք մուտք ունեն ուղիղ, գրեթե ուղղահայաց թռիչք:

Միանգամայն տրամաբանական կլիներ ենթադրել, որ նրանց հեռավոր նախնիներն ընդհանրապես նման հարմարվողականություններ չեն ունեցել։ Ամենայն հավանականությամբ, շրջակա միջավայրի մի շարք գործոններ փոխելուց հետո (այն ավելի ցուրտ է դարձել) նրանք ստիպված են եղել հարմարվել կտրուկ փոփոխված միջավայրին, ներառյալ ցրտին:

Փոխել գործընթացը

Անընդհատ առաջանում էին նոր մուտացիաներ, դրանց տարբեր համակցությունները տեղի էին ունենում հատման ժամանակ, իսկ ալիքի չափը բնակչությանը դարձնում էր ավելի տարասեռ և կայուն։ Զարմանալի չէ, որ թռչուններն իրարից տարբերվում էին մի շարք հատկանիշներով՝ ոմանց մատներին ծոպեր ունեին, ոմանց՝ կարճ կտուց կամ թեւեր։

Ո՞րն էր շրջակա միջավայրին օրգանիզմների հարմարվողականության արտահայտությունը: Փաստն այն է, որ հաստատունի ընթացքում ողջ են մնացել միայն այն թռչունները, որոնց կառուցվածքային պարամետրերն առավել համահունչ են եղել շրջակա աշխարհին։ Ընտրության գործընթացում միայն նրանք թողեցին ավելի շատ սերունդ, և հենց նրանք էին գոյատևել ամենից հաճախ և նոր բնակչություն ձևավորելու համար բավարար քանակով: Նոր սերունդն իր հետ բերեց նոր մուտացիաներ ու այդ ամբողջ գործընթացը կրկնվեց հենց սկզբից։

Օգտակար նշանների և որակների ամրապնդում

Անշուշտ մուտացիաների թվում էին նրանք, որոնք ամրապնդեցին և համախմբեցին ավելի վաղ հայտնված նշանների դրսևորումը: Բնականաբար, այն թռչունները, որոնցում դրսևորվել են այս փոփոխությունները, զգալիորեն ավելի շատ հնարավորություններ են ունեցել ոչ միայն գոյատևելու, այլև հետագայում սերունդ տալու։ Սերունդների ընթացքում այս բոլոր նշանները կուտակվեցին և համախմբվեցին, մինչև հայտնվեց մեր իմացած սև թրթուրը:

Լամարկի տեսության հակասությունները

Ինչպես գիտեք, Դարվինի տեսությունը հիմնովին տարբերվում է Ժան Բապտիստ Լամարկի կողմից առաջ քաշված ենթադրությունից։ Վերջինս ասաց, որ բոլոր կենդանի օրգանիզմները ազդեցության տակ կարող են փոխվել միջավայրը, բայց միայն այն ուղղությամբ, որը չափազանց ձեռնտու է նրանց։ Բայց սա աբսուրդ է. ի՞նչ ազդեցություն կարող էր նպաստել ոզնիների մեջ փշերի հայտնվելուն։

Միայն բնական ընտրության ազդեցությունը կարող է բացատրել նման օգտակար հարմարվողականության առաջացումը: Ենթադրվում է, որ ոզնիների շատ հեռավոր նախնիները կարողացել են գոյատևել՝ ծածկվելով ավելի ու ավելի կոշտ մազերով։ Կենդանի մնալն ու սերունդ տալը առավելություն ստացվեց այն «պրոտոների» համար, ովքեր բախտ են ունեցել ունենալ ամենաերկար և կոշտ ողնաշարը։

Այլ «փշոտ» օրինակներ

Ճիշտ նույն ճանապարհով գնացել են Մադագասկարից եկած «մազոտ ոզնիները»։ Խոսքը տենրեկների և փշոտ մազերով մկների ու համստերների մի քանի տեսակների մասին է։

Արդյո՞ք օրգանիզմների հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրին ունի գոնե մի քանիսը ընդհանուր հատկանիշներ? Գիտնականները ենթադրում են, որ նման ադապտացիաների առաջացման մեխանիզմը մնում է ընդհանուր բոլոր դեպքերում. փաստն այն է, որ դրանք անմիջապես չեն ի հայտ գալիս, ոչ մեկ կամ երկու սերունդ: Ընդհակառակը, դրանց առաջացումը երկար ու բարդ գործընթաց է։ Երբեք չպետք է մոռանալ, որ էվոլյուցիոն ճանապարհը լի է փակուղային ճյուղերով և բնության անհաջող «տեխնիկական լուծումներով»։ Այս մասին հիմա կխոսենք։

Ֆիթնես հարաբերականություն

Դարվինին նախորդած ժամանակաշրջանում կենդանիների հարմարեցումը շրջակա միջավայրին ծառայում էր որպես Տիրոջ գոյության և Արարչի հսկայական իմաստության միաձայն ապացույց. ինչպե՞ս կարող էր բնությունն առանց այդպիսի «առաջնորդության» ինքնուրույն կազմակերպել։ աշխարհըայդքան խելամիտ, հավասարակշռված ձևով:

Գերակշռող կարծիքն այն էր, որ ցանկացած կենդանի օրգանիզմի յուրաքանչյուր հատկանիշ բացարձակապես կատարյալ է և ճշգրտորեն համապատասխանում է իրեն վստահված առաջադրանքին։ Այսպիսով, պրոբոսկիսի մեջ ձգվածը օգնում է նրան նեկտար հանել նույնիսկ ամենաբարդ ծաղիկներից, և բույսերի հարմարվողականությունը բնակավայրին կակտուսների և այլ հյութալի հաստ բների տեսքով իդեալականորեն հարմար են երկար ժամանակ ջուր պահելու համար:

Ցավոք սրտի, նույնիսկ շատ ժամանակակից գիտնականներ շարունակում են բնությանը վերաբերվել որպես հանճարեղ քանդակագործի, որի յուրաքանչյուր ստեղծագործություն կատարյալ է և անսխալական: Բայց! Կարևոր է հստակ գիտակցել, որ դա հեռու է դեպքից:

Շրջակա միջավայրին հարմարվողականության ժամանակակից ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ ցանկացած փոփոխություն միշտ հարաբերական է, քանի որ դրանք ձևավորվում են շատ ավելի դանդաղ, քան շրջակա միջավայրի իրական փոփոխությունները: Համապատասխանաբար, շատ առանձնահատկություններ կարող են անհարկի լինել կամ նույնիսկ ուղղակիորեն վնասակար լինել մարմնի համար, եթե շրջապատող աշխարհը փոխվի:

Հարաբերականության ապացույց

Հետևյալ օրինակները վկայում են այն փաստի, որ կենդանի օրգանիզմների պիտանիությունը շատ, շատ հարաբերական հասկացություն է.

• Պաշտպանիչ սարքերը շատ արդյունավետ են որոշ թշնամիներից, բայց դրանք առանձնապես լավ չեն փրկվում այլ կենդանիներից: կոնի խխունջները հաճույքով են ուտում, իսկ կկուն իր սննդակարգում ներառում է թունավոր մորթե թրթուրներ:
• Ոչ բոլոր կենդանիների ռեֆլեքսներն են իրականում տեղին և համարժեքորեն փոխկապակցված շրջակա միջավայրի պայմանների հետ: Մտածեք ցեցերի մասին, որոնք ծաղկափոշի են հավաքում թեթև ծաղիկներից, որոնք պարզ երևում են գիշերը. նրանք նույնքան հապճեպ թռչում են դեպի խարույկի և մոմերի բոցերը, թեև այդ ընթացքում մահանում են:
• Հարմարվողականության օրգանները, որոնք մի միջավայրում իսկապես օգտակար են, մյուս պայմաններում վնասակար են և նույնիսկ վտանգավոր։ Այսպիսով, նրանք, ովքեր կյանքում երբեք չեն իջնում ​​ջուրը, թաթերի վրա թաղանթներ ունեն։
• Բիվերները, որոնք բնության լավագույն «ինժեներներից» են, ակտիվորեն ամբարտակներ են կառուցում նույնիսկ կանգուն լճակներում և ջրավազաններում, ինչը էներգիայի վատնում է:

Հարաբերականությունը հատկապես ակնհայտ է այն կենդանիների դեպքում, որոնց հայրենիքը գտնվում է մյուս ծայրում։ Գլոբուս, բայց որոնք մարդու կողմից բերվել են նրանց համար բոլորովին նոր բնակավայր։ Պարզ ասած, դա ամենաբացահայտ և համոզիչ ապացույցն է այն բանի, որ բնությունը հեռու է միշտ անսխալական լինելուց:

Օրգանիզմների հարմարվողականությունը շրջակա միջավայրին անխզելիորեն կապված է նրանց հետ կենսունակություն, մրցակցելու ունակություն (մրցունակություն) և թողնելով նորմալ սերունդ.

Կենսունակությունը

Կենդանիներ

Բույսեր

Թիթեռների մարմնի գունավորում

Կատուն և նրա վայրի հարազատները (վագր, ընձառյուծ) որս են անում դարանից՝ թաքցնելով իրենց զոհը։ Բոլոր կատվայինները հոգ են տանում իրենց մասին և լիզում են իրենց մորթին, որպեսզի հոտ չգա։ Ի վերջո, զոհերը չպետք է գիշատիչի հոտ ունենան։ Կատուն ամենից հաճախ որս է անում մթության մեջ, քանի որ, թաքնվելով, այս պահին այն դառնում է ավելի անտեսանելի: Հետևաբար, բոլոր կատվայինները կարող են լավ տեսնել մթության մեջ: Կատուն միայնակ կենդանի է, նա «ինքնուրույն է քայլում». հետեւաբար, այս կենդանիներին դժվար է վարժեցնել:

Շունը բոլորովին այլ հարց է։ Շների հարազատներից շատերը (գայլեր, շաքա-լի) որս են անում ոհմակներով, ուստի նրանք շատ ընկերասեր են և հեշտությամբ վարժվում են հնազանդվել իրենց առաջնորդին: Շանը կարելի է վարժեցնել, և նա դառնում է շատ հնազանդ։ Շները շատ հազվադեպ են իրենց լիզում և շան հոտ են գալիս. ի վերջո, այս կենդանիները դարան չեն նստում: Շունը և նրա հարազատները որս գտնելու համար օգտագործում են սուր զգացողություն: Այն հիանալի է շների մեջ, այս կենդանիները կարող են երկար հետևել արահետին։