Відповідність будови органів виконуваним функціям (наприклад, досконалість літального апарату птахів, кажанів, комах) завжди звертала він увагу людини і спонукало дослідників використовувати принципи організації живих істот під час створення багатьох машин і приладів. Не менше вражають уяву гармонійні взаємини рослин і тварин із довкіллям.
Факти, що свідчать про пристосованість живих істот до умов життя, настільки численні, що неможливо дати скільки-небудь повний їх опис. Наведемо лише деякі яскраві приклади пристосувального забарвлення.
Приклади адаптації
Для захисту яєць, личинок, пташенят особливо важливе заступницьке забарвлення. У птахів (глухар, гага, тетерів), що відкрито гніздяться, самка, що сидить на гнізді, майже не відрізняється від навколишнього фону. Відповідає тлі та пігментована шкаралупа яєць. Цікаво, що у птахів, що гніздяться в дуплі, самки нерідко мають яскраве забарвлення (синиці, дятли, папуги).
Дивна подібність із гілочками спостерігається у паличників. Гусениці деяких метеликів нагадують сучки, а тіло деяких метеликів – листок. Тут покровительское забарвлення поєднується з покровительской формою тіла. Коли паличник завмирає, то навіть зблизька важко виявити його присутність - настільки зливається він з навколишньою рослинністю. Щоразу, потрапляючи в ліс, на луки, у поле, ми навіть не помічаємо, як багато комах ховається на корі, листі, траві.
Мал. Забарвлення маскує рибу під донні відкладення
У зебри та тигра темні та світлі смуги на тілі збігаються з чергуванням тіні та світла навколишньої місцевості. У цьому випадку тварини мало помітні навіть на відкритому просторі з відстані 50-70 м. Деякі тварини (камбала, хамелеон) здатні навіть до швидкої зміни забарвлення завдяки перерозподілу пігментів у хроматофорах шкіри. Ефект заступницького забарвлення підвищується при її поєднанні з відповідною поведінкою: у момент небезпеки багато комах, риби, птиці завмирають, приймаючи позу спокою.
Дуже яскрава застерігаюче забарвлення(зазвичай біла, жовта, червона, чорна) характерна добре захищених, отруйних, жалючих форм. Кілька разів спробувавши скуштувати клопа-«солдатика», сонечко, осу, птахи зрештою відмовляються від нападу на жертву з яскравим забарвленням.
Цікаві приклади адаптації пов'язані з мімікрією(Від грец. Мімос - актор).Деякі беззахисні та їстівні тварини наслідують види, які добре захищені від нападу хижаків. Наприклад, деякі павуки нагадують мурах, а подібні мухи зовні схожі з осами.
Ці та багато інших прикладів говорять про пристосувальний характер еволюції. Які ж причини виникнення різних пристроїв?
Походження адаптації (адаптації) в організмів
Вперше наукове поясненняпристосованості дав Ч. Дарвін. З самого дарвінівського вчення про природний відбір, як процес виживання і розмноження найбільш пристосованих, випливає, що саме відбір - основна причина виникнення різноманітних пристосувань живих організмів до довкілля.
Покажемо це на прикладі формування пристосувань у тетеручих птахів до життя в нижньому ярусі лісу. Для цього згадаємо деякі особливості зовнішньої будови та способу життя цих птахів: короткий дзьоб, що дозволяє скльовувати ягоди та насіння з лісової підстилки, а взимку з поверхні снігу, рогові бахромки на пальцях, що забезпечують ходіння по снігу, здатність рятуватися від холоду, зариваючись на ніч у сніг, короткі та широкі крила, що дають можливість швидко і майже стрімко злітати із землі.
Припустимо, що у предків тетеручих птахів описані вище пристосування були розвинені. Однак при зміні довкілля (у зв'язку з похолоданням або через якісь інші обставини) вони були змушені зимувати в лісі, гніздитися і годуватися на лісовій підстилці.
Безперервний процес виникнення нових мутацій, їх комбінація при схрещуванні, хвилі чисельності забезпечували генетичну гетерогенність популяції. Тому птахи відрізнялися один від одного рядом спадкових ознак: відсутністю або наявністю бахромок на пальцях, розмірами крил, довжиною дзьоба тощо.
Внутрішньовидова боротьба за існування сприяла виживанню особин, у яких ознаки зовнішньої будови більше відповідали умовам проживання. У процесі природного відбору ці птахи залишали плідне потомство і чисельність в популяції зростала.
Птахи нової генерації знову несли різноманітні мутації. Серед мутацій могли бути такі, які посилювали прояв відібраних раніше ознак. Власники цих ознак знову мали більше шансів вижити та залишити потомство. І так з покоління в покоління на основі посилення, накопичення корисних спадкових змін удосконалювалися риси пристосованості птахів тетеруків до життя в нижньому ярусі лісу.
Пояснення виникнення пристосованості, дане Ч. Дарвіном, докорінно відрізняється від розуміння цього процесу Ж. Б. Ламарком, який висунув ідею про вроджену здатність організмів змінюватися під впливом середовища тільки в корисну для них сторону. У всіх відомих їжаківгострі колючки надійно захищають їхню відмінність від більшості хижаків. Важко уявити, що утворення таких колючок спричинене прямим впливом середовища. Тільки дією природного відбору можна пояснити виникнення такого пристосування: далеким предкам їжака могла б допомогти вижити навіть незначне огрубіння волосся. Поступово, протягом мільйонів поколінь, залишалися живими лише ті особини, які випадково виявлялися володарями дедалі більше розвинених колючок. Саме їм вдалося залишити потомство та передати йому свої спадкові особливості. Цим же шляхом виникнення голок замість волосся пішли мадагаскарські «щетинисті їжаки» – тенреки та деякі колючешерсті види мишей та хом'яків.
Розглядаючи інші приклади адаптації в живій природі (поява колючок у рослин, різних зачіпок, гачків, летучок у насіння рослин у зв'язку з поширенням їх тваринами і т. д.), ми можемо припустити, що механізм виникнення загальний: у всіх випадках пристосування виникають не відразу готовому вигляді як щось дане, а довго формуються у процесі еволюції у вигляді відбору особин, мають ознаку у найбільш вираженої формі.
Відносність пристосованості
У додарвінівський період розвитку біології пристосованість живих істот була доказом буття божого: без всемогутнього творця сама природа не змогла б так розумно влаштувати живі істоти і так мудро пристосувати їх до середовища. Панувала думка, що кожен окремий пристрій абсолютно, оскільки відповідає певній меті, закладеній творцем: ротові частини метелика витягнуті в хоботок, щоб він зміг ними дістати нектар, захований у глибині віночка; товсте стебло кактусу необхідне для запасання води та ін.
Пристосованість організмів до середовища вироблена в процесі тривалого історичного розвитку під дією природних причин і не абсолютна, а відносна, так як умови довкілля часто змінюються швидше, ніж формуються пристосування. Відповідаючи конкретному довкіллю, пристосування втрачають своє значення при її зміні. Доказом відносного характеру пристосованості можуть бути такі факти:
Захисні пристрої від одних ворогів виявляються неефективними від інших (наприклад, отруйних змій, небезпечних для багатьох тварин, поїдають мангусти, їжаки, свині);
Прояв інстинктів у тварин може виявитися недоцільним (нічні метелики збирають нектар зі світлих квіток, добре помітних уночі, але також летять і на вогонь, хоч і гинуть при цьому);
Корисний в одних умовах орган стає марним і навіть відносно шкідливим в іншому середовищі (перетинки між пальцями у гусей, які ніколи не опускаються на воду);
Можливі і більш досконалі пристосування до цього середовища проживання. Деякі види тварин і рослин швидко розмножувалися і широко поширювалися в нових для них районах земної кулі, куди були випадково або навмисно завезені людиною.
Таким чином, відносний характер пристосованості суперечить твердженню про абсолютну доцільність у живій природі.
Тарська філія
ФДБОУ ВПО ОмГАУ ім. П.А. Столипіна
Кафедра рослинництва та землеробства
«Метаморфози листя (усики, колючки, філодії, ловчі апарати)»
Дисципліна «Ботаніка»
Виконала: студентка 11 групи
Напрями підготовки «Агрономія»
Сковродіна М. А.
Перевірила: к.с.-г.н., доцент
Веремей Т. М.
Лист - один із основних вегетативних органів вищих рослин, що займає бічне положення на стеблі (осі втечі)
Аркуш характеризується коротким періодом життя. У трав'янистих і листопадних деревних рослин тривалість життя листя лише кілька місяців; у вічнозелених дводольних – зазвичай два – три роки; у хвойних – від трьох до десяти років. У ході еволюції у різних групрослин лист виник неоднаково:
макрофільна лінія еволюції - у більшості вищих рослин (папоротькові, голосем'яні, покритонасінні) лист утворився в результаті сплощення і подальшого зрощення систем кінцевих бічних осей (тіломів) вегетативного тіла, що гілкується первинних наземних рослин типу раніофітів. При цьому була втрачена здатність до тривалого верхівкового зростання та розгалуження. Тільки у папороті листя, звані вайями, здатні до більш тривалого, ніж у інших рослин, зростання в довжину;
мікрофільна лінія еволюції - у сучасних та викопних плауновидних листя виникли як екзогенні вирости осьових органів (енації)
Морфологія простого листа зводиться до певної схеми:
.Листова платівка
Черешок
Прилистки
Основа листа
Аркуш виконує три основні функції: фотосинтез, газообмін та транспірацію. Крім того, він може бути органом захисту (луски, колючки), прикріплення до опори (усики), запасу. поживних речовинта води, а також вегетативного розмноження.
У багатьох рослин можна спостерігати різноманітні метаморфози листя.
Вусики - це ниткоподібні, чутливі до дотику та пристосовані для лазіння. У багатьох лиан, що лазають, частина листа або весь лист перетворені на вусики.
До них відносяться деякі види лимоноса, діоскор, настурцій та ін.
Від листазаючих рослин з подвійною функцією листка (фотосинтезу та захоплення опори) в процесі еволюції з'явилися ліани, позбавлені частини або всієї платівки листка, замість яких розвивається вусик з високою контактною чутливістю. Вони відомі в сімействах Макові та Бігноневі.
У чубатки усиконосної та дицентри василесникалістої на вусики перетворені верхні сегменти перисто-розсіченого листя. У деяких видів бігоній вусики забезпечені кігтевидними гачками, що здерніли, що посилює їх якірну функцію. В інших видів бигоний після дотику до опори на кінцях вусиків утворюються липкі дисковидні здуття - присоски.
У видів вік, сочевиці та гороху посівного у вусики видозмінено верхню частину рахісу і відповідно три – сім листочків. У чини безлистої редукуються всі листочки, рахіс являє собою єдиний вусик, а функцію фотосинтезу виконують два великі листоподібні прилистки. У багатьох чин редукція частини листочків компенсується крилоподібними фотосинтезуючими виростами, що утворюються на черешках стебла.
2. КОЛЮЧКИ
Колючки властиві рослинам, що мешкають у сухому та спекотному кліматі, хоча нерідкі вони і у рослин інших кліматичних зон. Вони виконують дві основні функції: зменшують випарову поверхню надземної частини рослин і захищають стебла, стовбури та молоде листя від поїдання тваринами. Крім того, деякі пальми-ротанги за допомогою їх прикріплюються до опори.
Метаморфоз всього листа чи будь-якої його частини в колючку властивий видам багатьох сімейств. Листя, повністю метаморфізовані в колючку, типові, наприклад, для кактусів, широко поширених у пустелях, напівпустелях, каатингу та савані Центральної та південної Америки. Майже всі кактуси - стеблові сукуленти з метаморфізованим листям. У опунції вони представлені крихітними (довжиною 0,2...0,5 см) соковитими шилоподібними утвореннями, які з'являються під час дощів, а потім засихають і опадають. У видів підродини Кактусові, найбільшого сімейства, у листя, що розвивається на стеблі, формуються тільки підстави, подібні до сосочків (пластинка редукована), в пазухах яких розвиваються ареоли - пазушні нирки з дуже короткими міжвузлями і колючками, що є метаморфізованими. Довжина колючок 0,1 ... 25см.
Колючки кактусів у нічний годинник виконують ще одну функцію - вони конденсують водяну пару з повітря. Відбувається це в такий спосіб. На дерев'яних колючках і волосках кактусів у вітряну погоду накопичуються електричні зарядиякі притягують до себе з повітря крапельки води. Таким чином, колючки сприяють конденсації водяної пари в атмосфері. У тих кліматичних зонах, в яких ночами відзначається утворення туманів (наприклад, у прибережних пустелях Чилі), як туси, що на 95% складаються з води, можуть успішно розвиватися, навіть якщо роками не випадають дощі.
Окремі частини аркуша також можуть бути метаморфізовані у колючки. Найчастіше видозмінюються закінчення жилок, що виступають на верхівці листа і по краю, рідше - рахіс і прилисток.
Колючкою може ставати рахіс складного листя після опадання листочків. Таке походження колючок, наприклад, у еспарцетів, трагантанових астрагалів, деяких сибірських караган. Колючки деяких листопадних рослин утворюються з прилистків (наприклад, у представників видів акації, молочаїв, діоскорей, а також робінії, унабі, держи-дерева та ін.). На час опадання черешка прилистки-колючки дерев'яніють і згодом захищають рослини від тварин. Іноді колючки здерев'янюють раніше. Так, у робінії колючки стають твердими ще за зеленого листка (у третього листка зверху). При опаді листа між колючками-прилистками чітко видно листовий рубець.
Великі (довжиною до 5 см) порожнисті колючки деяких рослин тропіків (акації-корнігера, акіції-флейти та ін.) служать житлом для мурах, які активно захищають листя рослини від мурах-лісторезів. Завдяки невеликому отвору на верхівці колючки акації-флейти при поривах вітру виникає свистячий звук, що й отримало відображення в назві рослини.
У багатьох видів барбарису листя однорічних пагонів редуковані до прилистків, які перетворені на колючки. (Див. додаток 3)
3. ФІЛОДІЙ
Філодій - це метаморфоз черешка або основи листа в освіту, подібне до плоскої листової пластинки, що виконує функцію фотосинтезу. Філодії характерні для багатьох видів так званих філодійних акацій, що мешкають в спустошених саванах на південному заході Австралії, де сухий період триває вісім-десять місяців. Для філодійних акацій характерна екологічна гетерофілія. Один з листя - мезоморфні, з тонким черешком і великою двічі перистоскладною пластинкою, численні та ніжні листочки якої можуть функціонувати тільки в періоди з достатнім зволоженням. При настанні спеки і посухи вони засихають і функції фотосинтезу виконують інші листя, представлені філодіями, що довго живуть, - метаморфізованими черешками, що мають ксероморфну структуру. Філодії схожі на листя з цільною платівкою, щільною, шкірястою, навіть твердою, іноді покритою смолистими речовинами. Метаморфоз черешка у філодій властивий деяким чинам Південної Європи та Кавказу.
4. ЛОВЧІ АПАРАТИ
Ловчі апарати комахоїдних рослин. У деяких видів покритонасінних все листя особини або частина їх метаморфізовані в ловчі апарати. Рослини цих видів автотрофні, але водночас за допомогою ловчих апаратів вони використовують багату на азот і фосфор органічну їжу, перетравлюючи тварин.
Ці специфічні гілки еволюції виникли внаслідок пристосування рослин до життя у несприятливих умовах азотного та мінерального харчування. Саме такі умови характерні для верхових боліт та прісноводних водойм тропічної та помірної широт, де головним чином вони мешкають. За вмістом мінеральних речовин води верхових боліт наближаються до дистильованої води.
Будова ловчих апаратів різноманітна, причому у рослин одних видів вони нерухомі, в інших - мають здатність до руху при захопленні і перетравленні видобутку.
Нерухливе липке листя, залозки яких виділяють клейку речовину для лову тварин і речовини для їх перетравлення, має, наприклад, росоліст лузитанський, або португальська мухоловка.
Більшість видів роду Непентес - ліани, що мешкають на болотистих ґрунтах у дощових лісах тропічної Азії.
У дорослих рослин розвиваються довгі пагони, що чіпляються. У межах кожної пагони листя розрізняються: одні виконують лише функції фотосинтезу - вони великі, шкірясті, вузьколанцетні, з усикоподібною верхівкою, інші - метаморфізовані та мають ловчі апарати.
Нижня частина метаморфізованого листя подібна до фотосинтезуючих - це сплощена, що має вигляд пластинки основа листа (філодій). Тонка циліндрична частина, що виконує функцію вусика (вона закручується навколо гілок інших рослин) - черешок. Нижня частина пластинки листа перетворена на циліндричний або глечикоподібний ловчий апарат, який завдяки черешку-усику підвішений у повітрі. У молодих глечиків гирло (отвір) щільно закрите кришечкою (це верхня частина пластинки), у цілком розвинених вона трохи піднімається, розташовуючись під кутом, і надалі залишається нерухомою. Кришечка перешкоджає попаданню в глечик дощової води; у багатьох видів її край обрамляють гострі довгі волоски, що перегороджують шлях у пастку тваринам більшим, ніж ті, на яких розрахований ловчий апарат.
Типова довжина глеків у більшості видів 10...15 см, але може досягати і 30...50 см. Глечики пофарбовані в яскраві, часто контрастні тони, що робить їх видними здалеку. Жовтувато-зеленуватий основний фон поцяткований пурпуровими, синюватими, фіолетовими плямами; зовні біля гирла вони іноді темно-червоні, а загорнутий усередину край блідо-блакитний, рожевий або фіолетовий.
Залізисті клітини епідерми на нижній стороні кришечки і біля краю виділяють нектар (приманку для комах), який рясно покриває здутий і часто борозенчастий край гирла. Комахи, що смокчуть нектар спочатку по краю гирла, переповзають на внутрішню поверхню глека, покриту восковим нальотом, що виділяється залізцями. Восковий наліт двошаровий. Верхній шар складається з черепітчасто розташованих лусочок, які прилипають до ніжок комах і, відриваючись від нижнього шару, змушують їх ковзати вниз. Вибратися з пастки неможливо, тому що стінка прямовисна і слизька, але якщо деякі з них і добираються до верхньої частини глека, то натикаються на ряди гострих зубців, спрямованих їм назустріч.
Глечіни в нижній третині, а часто наполовину заповнені рідиною (до 1...2 л). Травні заліза, що знаходяться на стінці нижньої частини глека, виділяють протеолітичний фермент непентесин і мурашину кислотущо переводить фермент в активний стан. Енергія перетравлення білків у непентесів вища, ніж в інших комахоїдних рослин: повна асиміляція видобутку відбувається за 5...8 год.
Розкладання залишків комах відбувається за рахунок діяльності бактерій, внаслідок чого глечики видають гнильний запах, що привертає до рослини нові жертви. У пухирчаток, що налічують близько 250 видів і поширених у всіх частинах світу, ловчий апарат забезпечений клапаном, який закриває тваринам вихід з пастки.
До групи рослин, спритні апарати яких мають здатність до руху при захопленні та перетравленні видобутку, входять жирянка, венерина мухоловка та росянка.
Росянки мешкають на торф'яних болотах космополітно у всіх кліматичних поясах обох півкуль. Росянка кругліста - багаторічне трав'яниста рослиназ прикореневою розеткою листя, пластинки яких метаморфізовані в ловчі апарати. Нижня сторона пластинки гола та гладка, зазвичай прилягає до субстрату.
Від верхньої поверхні та краю пластинки відходить безліч (130...280) щупалець. Довжина їх неоднакова - вона збільшується від середини платівки до краю. Щупальце складається з пурпурової ніжки та булавоподібної чи овальної головки. Ніжка - виріст платівки листа; головка, або залізяка, - залозистий волосок. Ніжка здатна рухатися - згинатися та випрямлятися. Заліза, що перебувають у стані спокою, виділяють краплю густого липкого тягучого слизу, що блищить на сонці, як росинки. Дрібні комахи, що літають і повзають, залучені блиском цих крапельок, що приймаються ними за нектар, сідають або вповзають на пластинку листа і прилипають до нього. Намагаючись звільнитися, вони кидаються, б'ються, зачіпаючи липкі краплі сусідніх залозок, і все більше обволікаються слизом. Через кілька хвилин, після того, як залізця хоча б одного щупальця роздратована, всі інші приходять у збуджений стан. Через 10 хв, після того, як роздратування отримало перше щупальце, починають загинатися до центру найближчі до нього, а протягом 1...3 год загинаються і всі інші щупальця, щільно притискаючи видобуток до платівки. Потім згинається пластинка (стає увігнутою).
Всі рухи щупалець і пластинки листа спрямовані на те, щоб змішати видобуток з рясним виділенням залізок - кислотою і ферментом, подібним до пепсину. Ця рідина стікає у поглиблення платівки.
У виділеннях залоз виявлено алкалоїд коніїн, що надає паралізуючу дію на комах. Обліплені слизом, який закупорює трахеї та викликає удушення, паралізовані комахи гинуть через 15 хв. Через кілька днів процеси розчинення та всмоктування закінчуються. Щупальці поступово розправляються та приймають початкове положення.
лист метаморфозу фотосинтез газообмін
ВИСНОВОК
Не лише тварини, а й рослини адаптуються до навколишніх умов середовища. Усі метаморфози у рослин – це результати адаптації. У ході еволюції рослини пристосовуються до довкілля, підлаштовуючись під кліматичні умови, освоюють нові функції. Чи не пристосовані до тих чи інших умов рослини гинуть.
Надішліть заявку із зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.
Відповідно до навчанняЧарльза Дарвінав умовах природного відбору виживає найпристосованіший. Отже, саме відбір – основна причина виникнення різноманітних пристосувань живих організмів до довкілля. Покажемо це на прикладі формування пристосувань у тетеручих птахів до життя в нижньому ярусі лісу. Для цього згадаємо деякі особливості зовнішньої будови та способу життя цих птахів: короткий дзьоб, що дозволяє скльовувати ягоди та насіння з лісової підстилки, а взимку з поверхні снігу; рогові бахромки на пальцях, що забезпечують ходіння по снігу, здатність рятуватися від холоду, зариваючись на ніч у сніг; короткі широкі крила, що дають можливість швидко і майже стрімко злітати із землі.
Припустимо, що у предків тетеручих птахів описані вище пристосування були розвинені. Однак при зміні довкілля (у зв'язку з похолоданням або через якісь інші обставини) вони були змушені зимувати в лісі, гніздиться і годується на лісовій підстилці.
Безперервний процес виникнення нових мутацій, їх комбінація при схрещуванні, хвилі чисельності забезпечували генетичну гетерогенність популяції. Тому птахи відрізнялися один від одного рядом спадкових ознак: відсутністю або наявністю бахромок на пальцях, розмірами крил, довжиною дзьоба тощо.
Внутрішньовидова боротьба за існування сприяла виживанню особин, у яких ознаки зовнішньої будови більше відповідали умовам проживання. У процесі природного відбору ці птахи залишали плідне потомство і чисельність в популяції зростала.
Птахи нової генерації знову несли різноманітні мутації. Серед мутацій могли бути такі, які посилювали прояв відібраних раніше ознак. Власники цих ознак знову мали більше шансів вижити та залишить потомство. І так з покоління в покоління на основі посилення, накопичення корисних спадкових змін удосконалювалися риси пристосованості птахів тетеруків до життя в нижньому ярусі лісу.
Пояснення виникнення пристосованості, дане Чарльзом Дарвіном, докорінно відрізняється від розуміння цього процесу.Жаном Батистом Ламарком, Який висунув ідею про вроджену здатність організмів зміняться під впливом середовища тільки в корисну для них сторону. У всіх відомих їжаків гострі колючки надійно захищають їхню відмінність від більшості хижаків. Важко уявити, що утворення таких колючок спричинене прямим впливом середовища. Тільки дією природного відбору можна пояснити виникнення такого пристосування: далеким предкам їжака могла б допомогти вижити навіть незначне огрубіння волосся. Поступово, протягом мільйонів поколінь, залишалися живими лише ті особини, які випадково виявлялися володарями дедалі більше розвинених колючок. Саме їм вдалося залишити потомство та передати йому свої спадкові особливості. Цим же шляхом виникнення голок замість волосся пішли мадагаскарські «щетинисті їжаки» - тенреки та деякі колючешерсті види мишей та хом'яків.
Розглядаючи інші приклади адаптації в живій природі (поява колючок у рослин, різних зачіпок, гачків, летучок у насіння рослин у зв'язку з поширенням їх тваринами), ми можемо припустити, що механізм їх виникнення загальний: у всіх випадках пристосування виникають не відразу в готовому вигляді як щось дане, а довго формуються у процесі еволюції у вигляді відбору особин, мають ознаку у найбільш вираженої формі.
Еволюційний процес передбачає постійні оновлення, виникнення корисних ознак, їхнє закріплення в організмах живих істот. І ці зміни не обов'язково виявляються генетично. Дуже важливі ідіоадаптації - пристосування тварин, рослин та мікроорганізмів до конкретних умов проживання, факторів середовища та фізичних характеристик ареалу.
Механізм виникнення пристроїв - глибокий еволюційний процес, який формує необхідні ознаки з часом, поступово. Який закріплює необхідні характеристики в геномі живих істот для прояву в майбутніх поколіннях.
Адаптації, чи пристосування організмів
Дуже часто можна зустріти організм рослинного або тваринного походження, який має якусь незвичайну особливість у будові, поведінці чи зовнішньому вигляді. Наприклад, паличники, які на вигляд анітрохи не відрізняються від гілочки дерева. Або муха-журчалка, яка має таке ж забарвлення, як оса. Серед рослин прикладами можуть служити товстостеблові м'ясисті кактуси, ходульні та повітряні корені, коріння-підпірки.
У будь-якому випадку все це - пристосування до середовища проживання, умов довкіллячи захист себе від інших істот. Такі явища мають важливе значення, оскільки є важливими етапами еволюційного процесу. Механізм виникнення пристроїв завжди має у своїй основі саме генетичні вибірки та закріплення важливих і потрібних генів, що кодують прояв тієї чи іншої ознаки. Наприклад, ген, відповідальний за зміну забарвлення хамелеоном, сформувався в геном цих тварин кілька тисяч років тому і досі передається у спадок всім майбутнім поколінням.
Адаптації рослин: загальна характеристика
Пристосування рослин є невід'ємною частиною їхнього життя. Усі їх можна поділити на кілька основних груп.
- До температурних умов довкілля.
- Вологість повітря.
- Способам запилення.
- До споживання їжі.
Механізм виникнення пристосувань відповідає тим самим основам - еволюційні зміни із закріпленням і передачею у спадок необхідних у конкретних умовах ознак. Тому якщо будь-яка рослина адаптувалася до території, умов середовища, температури, то всім своїм майбутнім поколінням вона обов'язково передасть всі особливості для комфортного існування.
Рослини в умовах сухості
При температурному режимі, в якому переважають надто високі значення та постійні сонячні дні, пристосування рослин мають яскраво виражений характер, спрямований на зменшення випаровування вологи. А також на збереження маси тіла та поживних речовин разом із пов'язаною водою всередині стебла.
Для цього листові пластини редукуються до мінімуму або повністю видозмінюються. Найбільш типовим прикладом є пустельні рослини – кактуси. Жорстокі умови існування під палючим спекотним сонцем змусили ці рослини перетворити листя на колючі голки, а стебло - у товстий м'ясистий стовбур, наповнений паренхімними клітинами (основною тканиною) з великою кількістю зв'язаної та вільної води.
Механізм виникнення пристроїв кактуса дуже чітко показує, наскільки майстерними можуть бути рослини у своїх адаптаціях. Завдяки колючкам рослина не випаровує воду з поверхні листя, а отже, заощаджує велику її кількість. Крім цього, у стеблі, видозміненому під товстий м'ясистий стовбур, відбувається накопичення ряду речовин, що утримують воду. Наприклад, акумулюються:
- гідрофільні білкові молекули;
- пролін (амінокислота, що утримує воду);
- моносахариди та різні органічні кислоти.
Також механізм виникнення пристосувань кактуса включає вироблення сполук гормональної природи, які загальмують дію гормонів росту (гібберелліни, ауксини). Це дозволяє рослинам швидко зупиняти своє зростання при настанні несприятливих умов, що тривають тривалий час.
Пристосування до різних видів запилення
Ще одним яскравим прикладом адаптацій у рослин є їхня здатність підлаштовуватися до запилювачів. Наприклад, вітрозапильні форми утворюють насіння сухе і легке, яке просто розсіюватиметься навіть несильними рухами повітря.
Якщо рослина комахозапильна, то вона формує квітки певної будови та забарвлення:
- яскраво забарвлені;
- великі або зібрані у великі суцвіття;
- із сильним приємним ароматом.
Будова самої квітки також може бути пристосована під запилювача. Існують рослини, запилені строго певним видом птахів чи комах.
Перехреснозапильні або самозапильні рослини в структурі квітки мають довгі тичинки і глибоко посаджений маточка, щоб пилок потрапляв на рильце. Кожне їх таких пристроїв грає важливу рольу репродукції і також закріплюється спадково у геномі.
Умови надмірної вологості для рослин
У тропічних і субтропічних місцях проживання часто є явище надмірної вологості повітря. Адже відомо, що в деяких місцевостях тропічні зливи можуть йти понад місяць. Звичайно, такий надлишок води рослинам дуже шкідливий. Тому деякі види сформували певні адаптації, що зводять до мінімуму такий вплив природи. Це гідатоди - водяні гирла, що збільшують кількість води, що виділяється рослиною. Вона виходить цілими краплями. Таке явище отримало назву гуттації.
Також пристосуваннями до надмірної вологості у рослин є великі листові пластини з величезною кількістю продихів. Відповідно, транспірація також посилена.
Механізм виникнення пристосувань у тварин
Представники фауни змушені як підлаштовуватися під умови середовища, а й захищати себе від нападу сильніших особин, котрим вони - їжа. Це призвело до формування кількох типів адаптацій у тварин:
- зміна форми тіла та кінцівок, шерстного (шкірного, пухового) покриву;
- заступне забарвлення;
- мімікрія (наслідування більш захищеним та небезпечним тваринам);
- застерігаюче забарвлення;
- лякаюча поведінка.
Яскравим прикладом пристосувань за допомогою зміни форми тіла, кінцівок і покривів є птахи (пір'я, кіль, легкий скелет, форма тіла, що обтікає). Також водні ссавці та риби, які мають хвости та плавці, гладку поверхню, відсутність потужного шерстного покриву. Зате у них присутні повітряні бульбашки, перетинки на лапах ласти (морські ссавці).
Виявляється у багатьох тварин, як наземних, і водних. Наприклад, що ховаються в траві, морські голки, що приховують себе у водоростях. Хамелеони, п'ядениці (паличкоподібні гусениці), каліма (метелик, що імітує листок), строкаті та сіре забарвлення зайців та багато інших прикладів, що відображають пристосування у тварин.
Мімікрія, тобто наслідування з метою захисту себе від поїдання та нападу, характерна для, наприклад, мухи-журчалки (нагадує осу), деяких видів вужів, що копіюють отруйних змій і так далі.
Застерігаюче забарвлення комах і тварин спрямоване на чесне попередження про неїстівність виду, його отруйність. Прикладом служать отруйні змії, оси, бджоли, джмелі, Сонечкита інші представники. Це дуже поширені пристрої у тварин.
Відлякує поведінка - це шипіння, гарчання, відстрибування убік, випускання біологічних рідин (чорнила восьминогів та кальмарів, скунси). Сюди можна віднести особливості деяких тварин, які у холодну пору року формують зграї для полегшення добування харчування.
Всі перелічені пристосування носять механізм освіти, що еволюційно сформувався і генетично закріпився.
Адаптації білих ведмедів
Механізм виникнення пристосувань білого ведмедя сформувався за умов вкрай холодних місць проживання. Усі його адаптації спрямовані саме на збереження тепла та видобуток їжі. До них можна віднести:
- заступне біле забарвлення (маскування);
- товстий шар підшкірного жиру, що грає двоїсту роль: теплоізоляцію та полегшення маси тіла при плаванні та пірнанні;
- густе щільне і тепле хутро, що покриває всю поверхню тіла.
Завдяки своїм пристосуванням білий ведмідь може не побоюватися навіть найсуворіших холодів. А біле забарвлення дозволяє йому непомітно підкрадатися до джерела живлення – тюленів.
Пристосування підземних ссавців
Найяскравішим представником є, безумовно, кріт і всі його родичі (цокори, сліпки та інші). Тому на його прикладі розглянемо адаптацію. Механізм виникнення пристосувань крота пов'язаний з підземним місцем існування, позбавленим деяких важливих світла, достатньої кількості вологи, тепла. Тому адаптації даної тварини такі:
- потужні кінцівки, що риють;
- відсутність зору;
- товстий підшкірний шар жиру;
- гладка та жорстка вовна чорного кольору;
- обтічна форма тіла.
Адаптації великих пустельних тварин
До таких насамперед відносяться верблюди, різні їх види. Механізм виникнення пристосувань верблюда формувався в умовах нестачі вологи та високих температур. Адаптації наступного характеру:
- наявність залоз, що рятують від зайвих солей в організмі;
- знижене потовідведення;
- здатність довгий час голодувати, втрачаючи масу тіла на третину;
- особливі риси травлення та метаболізму;
- наявність горбів, заповнених жиром, що зберігає зв'язану воду;
- швидке насичення водою поповнення внутрішніх запасів.
Всі ці адаптації роблять для верблюдів умови пустелі цілком комфортними та прийнятними для життя.
Стебла, листя, кореня чи їх частин. всередині мають деревину, що з'єднується з деревиною органу, що виробляє їх. У К. листового походження перетворюється весь листок (у барбарису, цитрусових та ін.), його середня жилка (перистий листок у деяких астрагалів, караган та ін.) або прилистки (у білої акації, держи-дерева та ін.). Якщо К. - видозмінені пагони (у глоду, гледичії, терни, диких яблунь, груш), то вони безлисті або несуть кілька слаборозвинених листя. можуть утворитися також з придаткових коренів на нижній частині стовбура (у пальм Acanthorhiza, Iriartea). частіше зустрічаються у рослин сухих, спекотних областей. Біологічне значення До., як і шипів, – захист рослин від тварин; крім того, заміна гілок і листя К. зменшує випарову поверхню рослин і тим самим їх транспірацію. Про К. у тварин див. ст. Голки.
Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .
Синоніми:Дивитись що таке "Колючки" в інших словниках:
Сущ., кіль у синонімів: 4 їжакова трава (3) їжакова трава (5) рослина (4422) … Словник синонімів
Схематичні поздовжні зрізи пабігової колючки (А) та шипа (В). Деревина колючки є продовженням деревини несучої її гілки, колюч … Вікіпедія
КОЛЮЧКИ- Бачити уві сні колючки на якихось рослинах - значить наяву зустріти перешкоди у справах. Вколотися або подряпатися колючками - втратите завойовані позиції і насилу їх повертатимете. Впасти в колючі зарості – закохайтеся з першого… Сонник Мельникова
КОЛЮЧКИ- ♠ Ваше відчуття залишиться без відповіді. Уявіть собі верблюда, який пожирає колючки, що приснилися (див. Верблюд). Великий сімейний сонник
колючки- одерев'янілі загострені на кінцях метаморфози пагонів, листя, коріння. бувають прості, напр. у глоду (Crataegus), та розгалужені, напр. у гледичії (Gleditschia). Анатомія та морфологія рослин
КОЛЮЧКИ- (spina), тверді гострокінцеві утворення р ній, що розвиваються з пагонів або їх частин (іноді коренів). Нерідко до. Сільсько-господарський енциклопедичний словник
КОЛЮЧКИ- тверді, дерев'янисті, загострені кінцях освіти, є результатом метаморфозів різних органів: пагонів, листя, придаткових коренів. Розрізняють К. прості (види роду Crataegus) та гіллясті (види роду Gleditschia). Словник ботанічних термінів
колючки- (spina), тверді гострі утворення рослин, що розвиваються з пагонів або їх частин (іноді коріння). Нерідко до. Сільське господарство. Великий енциклопедичний словник
Колючки, що знаходяться на стеблі і представляють недорозвинені укорочені гілки. Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона
Дод., кіл у синонімів: 1 колючий (26) Словник синонімів ASIS. В.М. Тришин. 2013 … Словник синонімів
Книги
- Навіщо їжу колючки, Росін Веніамін Юхимович. Ця книжка – із секретом! У ній зібрані веселі та повчальні розповіді про тварин та птахів, які своїми характерами такі схожі на людей! А ще в ній живе гарний настрій, Адже ...
- Колючки голки, Нецукор. Це книга – про тих, хто плакав і не соромився цього. Про тих, хто втрачав і припускався помилок, кричав від болю і вив від безсилля. Про тих, хто не розучився говорити і чути, вірити та любити, бачити та…