Головна ⇒ 📌Довідник з біології ⇒ Адаптація організму до середовища проживання

Адаптація організму до середовища проживання

МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ

Розділ 2

ПОПУЛЯЦІЙНО-ВИДОВИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ ТА МІСЦЕ ЛЮДИНИ В НЬОМУ

2.1.13. Адаптація організму до середовища проживання

Адаптаціями називаються пристосування організмів упродовж багатьох поколінь до певних умов середовища, що змінюються; вони забезпечують виживання і розмноження організмів у цих умовах.

Під адаптаціями розуміють також процес вироблення пристосованості до конкретних умов середовища. Адаптації завжди мають відносний характер: пристосування до одних умов середовища перестає

діяти за інших умов. Адаптація виникає й розвивається під дією основних факторів органічної еволюції-мінливості, спадковості й добору, природного або штучного. Форми прояву адаптацій надзвичайно різноманітні. За рівнем організації адаптації поділяють на організмові (генотипні, онтогенетичні), популяційно-видові й біоценотичні.

Організмові адаптації охоплюють всю різноманітність морфологічних, фізіологічних, біохімічних, етологічних ознак особин: захисне забарвлення, мімікрія (маскування, наслідування), коадаптації (взаємні пристосування органів для виконання нормальної роботи).span>

До популяційно-видових

адаптацій належать різні типи конгруенцій, рівень мутабельності, внутрішньовидовий поліморфізм, гетерозиготність, певна щільність популяцій, рівень плодючості тощо.

Конгруенціями називаються взаємопристосування особин, які виникають в результаті внутрішньовидових відносин (відповідність будови органів матері і дитини, апаратів розмноження самців і самок, спільне добування їжі хижаками).

До біоценотичних адаптацій належать взаємовідносини між видами у біогеоценозах.

За масштабом адаптації поділяють на спеціалізовані і загальні. Через спеціалізовані адаптації організм вирішує конкретні завдання у вузьколокальних умовах життя виду (будова язика в мурахоїда у зв’язку з живленням мурашками, пристосування хамелеона (рис. 2.20) до життя на деревах). Загальні адаптації придатні для широкого спектру умов середовища і характерні для великих таксонів (фотосинтез, аеробне дихання, дво-, три – і чотирикамерне серце у різних класів хребетних).

Рис. 2.20. Хамелеон (Сhаmаеlео сhаmаеlеоп).

За характером змін розрізняють адаптації з ускладненням і адаптації зі спрощенням морфофізіологічної організації. Так, паразитизм веде до спрощення і редукції ряду органів. Перехід до активного способу життя, навпаки, зв’язаний з розвитком і диференціацією ряду важливих органів нападу і захисту.

Адаптаціогенез. Процес виникнення і розвитку адаптацій (адаптаціогенез) складає основу еволюційного процесу. На цьому грунті відбувається видоутворення, виникнення надвидових таксонів, прогресивна еволюція. Механізм адаптаціогенезу полягає у збереженні і нагромадженні природним добором корисних у даному середовищі, переважно дрібних, невизначених спадкових змін (мікромутацій), в удосконаленні норми реакції особини, популяції і виду в цілому. Процес вироблення адаптацій розпочинається з елементарного адаптаційного явища – появи селективно цінного генотипу (нового вдалого фенотипу). Якщо він “підхоплюється” добором і веде до стійкої зміни генотипного складу популяції (перетворюється в норму для популяції в цілому), тоді можна стверджувати про виникнення адаптації до певного елемента середовища. Пристосування утворюються лише за наявності у генофонді виду спадкової інформації про зміну структур і функцій у необхідному напрямку. Основу нового пристосування часто складає структура, яка сформувалася раніше за участю природного добору і викопувала певну функцію, а за зміни умов взяла на себе і нову функцію без шкоди для старої функції. Поява структур, здатних розширити або змінити коло функцій, називається преадаптацією.

Виникнення органічної доцільності. Органічна (біологічна) доцільність – відповідність (гармонія) між структурою, функціями, поведінкою організмів і середовищем їх існування. Вона проявляється також у схожості будови і функцій окремих частин і систем самого організму. Наукове пояснення виникненню органічної доцільності дав Ч. Дарвін. За Дарвіном, органічна доцільність не є одвічною й абсолютною, а виробляється в процесі еволюції шляхом природного добору і носить відносний характер. Але в науці довгий час і після Дарвіна існували ламаркістські гіпотези, які пояснювали органічну доцільність одвічною властивістю організмів адекватно відповідати на зміни середовища лише корисними, доцільними змінами. Особливо тривалий час їх дотримувалися в мікробіології, де факт швидкої появи резистентних до антибіотиків штамів пояснювали тим, що бактерії пристосувально змінилися (за Ламарком).

Спостереженнями американських генетиків подружжя Дж. і Е. Ледербергів показано, що пристосування мікроорганізмів до антибіотиків відбувається за Дарвіном. Доведено це було методом реплік (відбитків). Шматочком стерильного оксамиту знімали частину колоній бактерії кишкової палички (Escherichia coli) з агару, в якому не було антибіотика стрептоміцину, і переносили у чашки Петрі на поживне середовище з цим антибіотиком. При такому способі зберігається розміщення колоній і завжди можна знайти материнську. Якщо число колоній було достатньо великим, серед них знаходилася хоч би одна, яка складалася з бактерій, резистентних до антибіотика, і росла на несприятливому для інших мікроорганізмів агарі, причому материнська теж була резистентною. У природі така лінія кишкової палички не зустрічалася з антибіотиком і не могла виробити до нього адаптації. Тут теорія прямого пристосування за Ламарком виявилася неспроможною. Отже, мова йде не про пряме пристосування, а про стан преадаптації, зумовлений наявністю мутантів, у геномі яких містився алель, що блокував дію антибіотика. Ген резистентності існував давно, але не знаходився під контролем позитивного добору. Умови змінилися і добір змінив свій напрямок: він став позитивним стосовно мутантів, які зберігалися добором і забезпечили виживання популяції мікроорганізмів у середовищі з антибіотиком.

Виникнення форм, резистентних до отрут, відомо не тільки у мікроорганізмів. Масове, часто невиправдане, застосування препарату ДДТ (дусту) призвело до появи стійких до нього та подібних йому речовин ліній шкідливих комах. Відомий приклад виникнення резистентності у хребетних. У боротьбі з мишами і щурами стали широко застосовувати антикоагулянти. Це не отрути у повному розумінні, а речовини, які не дають крові згортатися, і тварини гинуть від внутрішніх крововиливів. У ряді місцевостей Європи вже виявлені популяції щурів, стійких до антикоагулянтів. Встановлено, що резистентність у цьому випадку зумовлена домінантним геном.

Виникнення будь-яких адаптацій і біологічної доцільності пояснюється дією природного добору впродовж багатьох поколінь. У генетично гетерогенній популяції добір з багатьох випадкових різноспрямованих змін зберігає і нагромаджує ті з них, які мають пристосувальне значення, й усуває інші. Цим пояснюється відносність пристосувань у просторі і часі.