Адаптація_загальна_властивість_біосистем

1.

Адаптація як загальна
властивість біосистем
Листовидка – майстер маскування
Етологічна адаптація
– загрозлива поза кота

2.

Адаптація – загальна властивість біосистем
Адаптація- здатність організмів пристосуватися до мінливих умов
зовнішнього середовища - адаптаціогенез
Приклади адаптацій:
• маскування птаха дрімлюги, який в Україні
гніздиться по всій території, але мало хто
його бачив;
• формування імунітету проти інсектицидів у
комах-шкідників;
• збільшення сили м'язів людини внаслідок
тренувань
Дрімлюга

3.

Класифікація адаптації організмів
Залежно від часу виникнення та значення для життя особин
Онтогенетичні
Філогенетичні
• виникають упродовж індивідуального
розвитку;
• формуються в процесі еволюції під дією
природного добору;
• мають неспадковий і короткочасний характер; • мають спадковий довготривалий характер;
• забезпечують реалізацію норми реакції ознак
за конкретних умов існування;
• пов'язані з перетворенням норми реакції
ознак;
• формування умовних рефлексів;
• гормональні зміни під час стресів
• мімікрія, маскування, застережне або
захисне забарвлення
Мімікрія
Листяний морський дракон
Захисне забарвлення
Двоколірна камбала

4.

Класифікація адаптації організмів
Адаптації як окремі ознаки організмів
Структурні
(морфологічні)
Фізіологічні
Етологічні
ознаки будови й форми
тіла організму для
виживання в природних
умовах
особливості процесів
життєдіяльності за
конкретних умов
існування
видозміни поведінкових
реакцій організму у
відповідь на зміни в
навколишньому
середовищі
• великі вуха слонів або
кроликів для
терморегуляції;
• обтічна форма тіла
дельфінів або риб;
• видозміни
вегетативних органів
рослин для здійснення
додаткових функцій
• потовиділення у
багатьох видів ссавців
для терморегуляції;
• секреція отрути у змій
або павуків для
захисту й живлення;
• осморегуляція за
участі зябрів і
ректальної залози у
бичачої акули
• нічний спосіб життя у
багатьох мешканців
пустель;
• загрозливі пози тіла
для оборони від
хижаків;
• побудова гнізд або нір

5.

6.

Значення адаптацій
• допомагають переживати значні зміни в навколишньому середовищі;
• допомагають перебудовувати фізіологічні функції, поведінку
відповідно до змін у навколишньому середовищі;
• забезпечують підтримання гомеостазу біологічних систем за змін умов
зовнішнього та внутрішнього середовища
Правило взаємодії екологічних факторів
Межі толерантності (витривалості)
щодо дії будь-якого екологічного
фактору можуть змінюватися залежно
від того, з якою інтенсивністю і в
якому поєднанні діють інші фактори
• Низькі температури легше переносяться, якщо
немає сильного вітру; високі – якщо повітря не
насичене вологою

7.

• Гомеостаз - сталість внутрішнього середовища, здатність організмів за допомогою
скоординованих хімічних реакцій та фізичних процесів підтримувати рівновагу
всередині.
Закон про єдність організмів та їх середовище існування
• Вперше сформулював фізіолог Іван Михайлович Сеченов: «Будь який організм
(рослиний чи твариний) є саморегульованим механізмом, відкритою системою, тісно
пов’язаним із навколишнім середовищем процесами обміну речовин та потоками
енергії».
• Адаптаційний потенціал виду – це генетично визначена здатність
організмів пристосовуватись до умов навколишнього середовища.

8.

Адаптація – це прямий наслідок еволюційного процесу.
Еволюційний процес:
• - Ароморфоз (зміни, що призводять до
підвищення рівня організації,
чотирикамерне серце)
• - Ідіоадаптація (пристосування без
підвищення рівня організації,
протиставлення великого пальця чотирьом
іншим)
• - Загальна дегенерація (відсутність травної
системи у стьожкових червів)

9.

Адаптивна радіація — еволюційний процес виникнення в межах певної систематичної групи
форм, пристосованих до різних умов існування. Цей процес властивий для будь-якої систематичної
групи, яка існує вже тривалий час.
Наприклад, у стані біологічного прогресу в наш час перебувають покритонасінні, комахи, молюски, птахи, ссавці, кісткові
риби.

10.

Схема, що ілюструє різні напрями еволюції організмів:
1 — дивергенція - виникає, коли організми одного і того ж самого або споріднених видів потрапляють у різні умови
середовища. (ссавці: а - кажан, ряд Рукокрилі; б - миша, ряд Гризуни);
2 — конвергенція - коли генетично дуже віддалені групи організмів потрапляють в схожі або однакові умови існування.
Тоді у них виробляються однакові ознаки пристосування (а - птах, клас Птахи; б - метелик, клас Комахи);
3 — паралелізм - до схожих умов пристосовуються доволі близькі види. (а - бабак, плацентарні ссавці; б - вомбат, сумчасті
ссавці)

11.

• Вчені, що досліджували закономірності розвитку живої
природи та їх висновки:
Жан Батист Ламарк:
- Першим сформулював гіпотезу історичного розвитку
живої природи
- Вважав, що головною рушійною силою процесу було
внутрішнє прагнення організмів до прогресу.
Чарльз Дарвін:
- Встановив щодо еволюції призводить незворотній
історичний розвиток організмів, що адаптувався до
умов навколишнього середовища
- Відкрив процеси конвергенції та дивергенції

12.

Особливості формування адаптацій
Адаптаціогенез - процес формування нових пристосувань або удосконалення існуючих до певних умов
існування завдяки зміні генетичної структури популяції під дією еволюційних чинників
Преадаптація - це наявність пристосувань, що не мали спочатку
явної пристосувальної цінності, але виявились і дали можливість
вижити особинам при зміні умов існування.
Слимак
виноградний
• основу нового пристосування часто становить структура, яка
сформувалася раніше і виконувала певну функцію, а за зміни
умов існування набула і нової функції;
черепашки молюсків, що сформувалися у водному
середовищі, стали корисними під час опанування
суходолу, захищаючи організм не лише від хижаків, а
й від пересихання;
• оперення птахів виникло для регуляції температури
тіла, а згодом адаптовано для польоту;
Рибалочка
Зуби акули
мегалодон
• луска акул, що формувалась для захисту, згодом
набула функції формування зубів;

13.

Постадаптації - це еволюційне пристосування організмів, що вдосконалює уже
існуюче пристосування до освоєного середовища.
зяброві дуги у предків хребетних були опорою водних органів дихання, а в ході подальшої
еволюції почали виконувати хватальну функцію й перетворилися на щелепи;
• апендикс, що виконував вихідну еволюційну функцію допоміжного травлення, у людини став
органом імунної системи;
• ускладнення й удосконалення у тварин органів травлення, дихання, кровообігу, нервової
системи тощо
Відбитки латимерії
Апендикс людини
Будова головного мозку
хребетних тварин
• Комбінативний тип: виникла мутація, що має адаптаційну цінність та
поширилася у популяції. Наприклад, перетравлення молока у дорослому
віці.

14.

Найзагальніші властивості адаптацій
Індивідуальність
процес адаптації, незважаючи на те, що відбувається згідно із загальними
закономірностями, завжди індивідуальний, оскільки залежить від генотипу
організмів, що визначає індивідуальність адаптацій наступних рівнів організації
життя
Відносна доцільність будь-яка адаптація допомагає організмам вижити лише за тих умов, за яких
вона формувалася. Докази відносного характеру пристосованості: захисні
пристосування від одних ворогів є неефективними від інших (наприклад,
отруйних змій поїдають мангусти); прояв інстинктів у тварин може не мати
доцільності (наприклад, нічні метелики летять на вогонь і гинуть); корисний за
одних умов орган стає непотрібним і навіть шкідливим в іншому середовищі
(наприклад, перетинки на лапах у гірських гусей)
Непостійність
адаптації змінюються в процесі індивідуального й історичного розвитку окремих
біосистем залежно від змін умов існування. Так, із послабленням впливу
сонячного світла змінюється засмага людини, через харчову спеціалізацію
Гірські гуси
змінюється форма дзьоба у в'юрків. Ознаки, що стали непотрібними,
перетворюються на рудименти і зникають у ході еволюції, якщо не набудуть
нових функцій (наприклад, очі у крота)

15.

Рудименти – структури або органи, адаптивне значення яких було втрачено у процесі еволюції
Атавізми — поява ознак і органів далеких предків.

16.

Адаптація – загальна властивість біосистем
Реалізація адаптацій відбувається на всіх рівнях організації біосистем
Клітинні
адаптації
• пристосування на рівні одноклітинних організмів або окремих клітин
багатоклітинних організмів;
• під дією ультрафіолетового випромінювання на мембрани
епітеліоцитів синтезується фермент тирозиназа й утворюється меланін;
• нестача кисню стимулює збільшення кількості мітохондрій і посилення
процесу біологічного окиснення;
• поява нового джерела поживних речовин спричиняє появу нових
ферментів у клітинах бактерій
Організмові
адаптації
• морфоанатомічні структури, фізіологічні явища або прояви поведінки
організму, що сформувалися в процесі еволюції і підвищують
довготривалий репродуктивний успіх організму;
• найбільш вивчена група адаптацій

17.

Популяційні • спільне добування їжі зграєю вовків або
прайдом левів, зростання в популяціях
адаптації
кількості самок і збільшення плодючості та
кількості яєць у кладках птахів у сильно
забрудненому середовищі;
Видові
адаптації
• шлюбні танці журавлів або турнірні бої
оленів й добір самців і самок для успішної
репродукції виду, нерест у прохідних риб,
світлова комунікація у світляків;
Екосистемні
адаптації
• симбіотичні відносини між видами у
біогеоценозах: мікориза орхідей з
базидіальними грибами, бактеріориза
бульбочкових бактерій роду Rhizobium з
бобовими рослинами, мутуалізм рибклоунів з актиніями
Полювання левів на бегемота
Шлюбні танці фламінго

18.

Домашнє завдання
• опрацювати §1-2;
• опанувати конспект