Адаптации организмов к среде обитания

Наряду
с общей приспособленностью, .зависящей от генотипа в целом и измеряемой
выживаемостью и успехом в размножении, в процессе эволюции возникают приспособления, или адаптации, для решения организмом экологических задач,
предъявляемых средой обитания. Отдельные адаптации — это постоянно возникающие в процессе развития жизни,
изменяющиеся, самосовершенствующиеся, иногда исчезающие, эволюционно
обусловленные приспособления к конкретным факторам среды. В результате
выработки адаптации достигается состояние
адаптированности, или соответствия морфологии, физиологии, поведения
организмов занимаемым ими экологическим нишам. Под экологической нишей понимают всю совокупность условий среды и
образа жизни данного организма.

Процесс
выработки адаптации происходит постоянно. В него вовлечены многие признаки
организма. Эволюция птиц от рептилий включала, например, последовательные
изменения костей, мышц, покровов, конечностей. Увеличение грудины, перестройка
гистологической структуры костей, придавшей им наряду с прочностью легкость,
развитие оперения, обусловившего лучшие аэродинамические свойства и
терморегуляцию, превращение пары конечностей в крылья, обеспечило решение
проблемы полета. У некоторых представителей птиц впоследствии развились
приспособления к наземному или водному образу жизни (страус, пингвин).
Вторичные адаптации захватили также ряд признаков: пингвины, например, сменили
крылья на плавники, а их покровы стали водонепроницаемы.

Одна
экологическая задача может решаться путем выработки разных адаптации. Так,
средством термоизоляции у медведей, песцов является густой мех, а у
китообразных — жировой подкожный слой.

Адаптации
возникают в ответ на конкретную экологическую задачу. В силу этого они всегда
относительны. Относительность адаптации заключается в ограниченности их
приспособительного значения определенными условиями обитания. Так,
приспособительная ценность пигментированности бабочек березовых пядениц по
сравнению со светлыми формами очевидна лишь на закопченных стволах деревьев.
Приведенный пример показывает также, что о степени адаптивности признака можно
судить лишь сравнив два его разных состояния.

Приспособление
образуется только при наличии в генофонде вида наследственной информации,
позволяющей изменить структуру и функции в требуемом направлении. Так,
млекопитающие и насекомые используют для дыхания соответственно легкие и
трахеи, которые развиваются из разных зачатков под контролем разных генов. Нередко
основу нового приспособления составляет предсуществующая структура. Последняя
выполняла другие функции, но изменилась в таком направлении и до такой степени,
что смогла взять на себя новые функции.

Наличие
структур, способных расширить или изменить круг функций, называют преадаптацией. Например, когда-то у рыб,
обитавших в мелководных водоемах со стоячей и бедной кислородом водой,
появились полые выросты в передней части пищевода и мускулистые плавники.
Первая структура способствовала решению задачи дыхания, а вторая — перемещения по грунту. Они позволили
некоторым рыбам покидать на время водоемы. Первоначально такие выходы
совершались, видимо, в дождливые дни или влажные ночи. Именно так делает в
настоящее время американский сомик-кошка Ictalurus nebulosus. Впоследствии
эти структуры развились в легкие и конечности наземных животных. К адаптации
иногда приводит новая мутация. Включившись в систему генотипа, она изменяет
фенотип в направлении более эффективного решения экологических задач. Этот путь
возникновения адаптации называют комбинативным.

Есть
несколько классификаций адаптации. По механизму
действия выделяют приспособления пассивной защиты (высокая плодовитость; покровительственная,
отпугивающая окраска), активной защиты, перемещения и добывания пищи
(совершенствование аппарата движения, нервной системы, органов чувств; развитие
средств нападения у хищных), к общественному образу жизни (разделение «труда» у
пчел), к сожительству с другими организмами (симбиоз, паразитизм).

В
зависимости от характера изменения
различают адаптации с усложнением или упрощением морфофизиологической
организации. Последнее типично для паразитов. По масштабу приспособления делят на специализированные и общие. С
помощью специализированных адаптации организм решает конкретные задачи в
узкоограниченных условиях жизни вида. К примеру, особенности строения языка
муравьеда таковы, что обеспечивают питание муравьями. Общие адаптации позволяют
решать многие задачи в широком спектре условий среды. К ним относят внутренний
скелет позвоночных и наружный членистоногих, гемоглобин как переносчик
кислорода и др.

При
наличии таких адаптации осваиваются разнообразные экологические ниши. Они
обеспечивают значительную экологическую и эволюционную пластичность и
обнаруживаются у представителей крупных таксонов организмов. Так, первичный
роговой покров предковых форм рептилий в процессе исторического развития дал
покровы современных рептилий, птиц, млекопитающих. Масштаб приспособления
выявляется в ходе эволюции той группы организмов, у которой оно возникло
впервые.