Адаптація - це пристосування організму до умов середовища за рахунок комплексу морфологічних, фізіологічних, і поведінкових ознак.
Різні організми пристосовуються до різних умов середовища, і в результаті з'являються влаголюби-гидрофіти і «сухотерпци» -ксерофіти (рис. 6); рослини засолених грунтів - галофіти; рослини, стійкі до затінення (сциофіти), і вимагають для нормального розвитку повного сонячного світла (геліофітів); тварини, які мешкають в пустелях, степах, лісах або на болотах, ведуть нічний або денний спосіб життя. Групи видів з подібним ставленням до умов середовища (тобто живуть в одних і тих же екотопах) називаються екологічними групами.
Здатності адаптуватися до несприятливих умов у рослин і тварин відрізняються. В силу того, що тварини рухливі, їх адаптації різноманітніші, ніж у рослин. Тварини можуть:
- уникати несприятливих умов (птиці від зимової без харчів і холоду відлітають у вирій, олені та інші копитні кочують у пошуках корму і т.д.);
- впадати в анабіоз - тимчасовий стан, при якому життєві процеси настільки сповільнені, що майже повністю відсутні їх видимі прояви (заціпеніння комах, сплячка хребетних тварин і ін.);
- пристосовуватися до життя в несприятливих умовах (від морозу їх рятують шерсть і підшкірний жир, у пустельних тварин є пристосування для економного витрачання води і охолодження і т.д.). (Рис. 7).
Рослини малорухливі і ведуть прикріплений спосіб життя. Тому у них можливі лише два останніх варіанти адаптацій. Так, для рослин характерно зниження інтенсивності процесів життєдіяльності в несприятливі періоди: вони скидають листя, зимують у вигляді похованих в грунт покояться органів - цибулин, кореневищ, бульб, зберігаються в стані насіння і спор в грунті. У Моховидних здатністю до анабіозу володіє вся рослина, яке в сухому стані може зберігатися кілька років.
Стійкість рослин до несприятливих факторів підвищується за рахунок спеціальних фізіологічних механізмів: зміна осмотичного тиску в клітинах, регулювання інтенсивності випаровування з допомогою продихів, використання мембран- «фільтрів» для вибіркового поглинання речовин і ін.
Адаптації у різних організмів виробляються з різною швидкістю. Найбільш швидко вони виникають у комах, які за 10-20 поколінь можуть пристосуватися до дії нового інсектициду, чим пояснюються невдачі хімічного контролю плотностіпопуляцій комах-шкідників. Процес вироблення адаптацій у рослин або птахів відбувається повільно, протягом століть.
Спостережувані зміни в поведінці організмів зазвичай пов'язані з прихованими ознаками, які були у них як би «про запас», але під дією нових факторів проявилися і підвищили стійкість видів. Такими прихованими ознаками пояснюється стійкість деяких видів дерев до дії промислового забруднення (тополя, модрина, верба) і деяких бур'янистих видів до дії гербіцидів.
До складу однієї екологічної групи часто входять організми, які не схожі один на одного. Це пов'язано з тим, що до одного і того ж фактору середовища різні види організмів можуть адаптуватися по-різному.
Наприклад, по-різному переживають холод теплокровні (їх називають ендотермнимі. Від грецьких слів ендон - всередині і термі - тепло) і холоднокровні (ектотермних. Від грецького ектос - зовні) організми. (Рис. 8.)
Температура тіла ендотермних організмів не залежить від температури навколишнього середовища і завжди більш-менш постійна, її коливання не перевищують 2-4 про навіть при найсильніших морозах і найсильнішою спеці. Ці тварини (птахи та ссавці) підтримують температуру тіла внутрішнім теплообразованием на основі інтенсивного обміну речовин. Тепло свого тіла вони зберігають за рахунок теплих «шуб» з пір'я, вовни та ін.
Фізіологічні та морфологічні адаптації доповнюються пристосувальним поведінкою (вибір захищених від вітру місць для ночівлі, будівництво нір і гнізд, групові ночівлі у гризунів, тісні групи пінгвінів, зігріваючих один одного, і так далі). Якщо температура навколишнього середовища дуже висока, то ендотермние організми охолоджуються за рахунок спеціальних пристосувань, наприклад випаровуванням вологи з поверхні слизових оболонок ротової порожнини і верхніх дихальних шляхів. (З цієї причини в спеку у собаки частішає дихання і вона висовує язик.)
Температура тіла і рухливість ектотермних тварин залежить від температури навколишнього середовища. Комахи і ящірки при прохолодній погоді стають млявими, малорухомими. Багато видів тварин при цьому мають здатність до вибору місця зі сприятливими умовами температури, вологості та освітлення сонячним світлом (ящірки гріються на освітлених плитах гірських порід).
Втім, абсолютна ектотермних спостерігається тільки у дуже маленьких організмів. Більшість холоднокровних організмів все-таки здатне до слабкої регуляції температури тіла. Наприклад у активно літаючих комах - метеликів, джмелів температура тіла підтримується на рівні 36-40 о С навіть при температурі повітря нижче 10 о С.
Аналогічно розрізняються за своїм виглядом види однієї екологічної групи у рослин. Вони також можуть пристосовуватися до одних і тих же умов середовища різними способами. Так, різні види ксерофитов по-різному економлять воду: у одних - є товсті оболонки клітин, у інших - опушення або восковий наліт на листках. Деякі ксерофіти (наприклад, з сімейства губоцвіті) виділяють пари ефірних масел, які огортають їх як «ковдрою», що знижує випаровування. Коренева система у одні ксерофитов потужна, йде в грунт на глибину кількох метрів і досягає рівня ґрунтових вод (верблюжа колючка), у інших - поверхнева, але сильно розгалужена, що дозволяє збирати воду опадів.
Серед ксерофітів є чагарники з дуже невеликими жорсткими листям, які можуть скидатися в самий суху пору року (карагана чагарникова в степу, пустельні чагарники), дереново злаки з вузькими листям (ковили, типчак), сукуленти (від латинського суккулентус - соковитий). Сукуленти мають соковиті листя або стебла в яких накопичується запас води, і легко переносять високі температури повітря. До сукулентів відносяться американські кактуси і зростаючий в середньоазіатських пустелях саксаул. Вони володіють особливим типом фотосинтезу: продихи відкриваються ненадовго і тільки в нічний час, в ці прохолодні години рослини запасають вуглекислий газ, а вдень використовують його для фотосинтезу при закритих продихи. (Рис. 9.)
Різноманітність пристосувань до переживання несприятливих умов на засолених грунтах спостерігається і у галофітов. Серед них є рослини, які здатні накопичувати солі в своєму тілі (солерос, шведка, сарсазан), виділяти надлишок солей на поверхню листя спеціальними залозками (кермек, тамариксом), «не пускати» солі в свої тканини за рахунок непроникного для солей «кореневого бар'єру »(полину). В останньому випадку рослинам доводиться задовольнятися малим кількістю води і вони мають вигляд ксерофитов.
З цієї причини не слід дивуватися тому, що в одних і тих же умовах зустрічаються несхожі один на одного рослини і тварини, які пристосувалися до цих умов разимі способами.
1. Що таке адаптація?
2. За рахунок чого тварини і рослини можуть пристосовуватися до несприятливих умов середовища?
2. Наведіть приклади екологічних груп рослин і тварин.
4. У чому відмінність пристосувань до низьких температур у ендотермних і ектотермних тварин?