3.4 ЕКОЛОГІЧНІ АДАПТАЦІЇ
Будь-яка система (біологічна, екологічна тощо) існує у певному середовищі, оптимальність якого визначається як ступінь його відповідності потребам системи. Кожна біосистема може підвищити оптимальність свої взаємовідносин з середовищем існування трьома шляхами:
1 – кондиціонуванням середовища – активна зміна параметрів довкілля (будівництво сховищ, виділення спеціальних захисних речовин);
2 – шляхом власних змін (система змінює свої морфо-анатомічні та фізіолого-біохімічні особливості у напрямку підвищення відповідності умовам середовища свого існування);
3 – шляхом вибору найбільш оптимального середовища – активна зміна положення організму у просторі або часі з метою уникання дії несприятливих умов середовища (міграції, кочівлі).
Помірна дія несприятливих факторів часто має загартовуючий та зміцнюючий ефект. Така дія може призвести з часом до виникнення адаптацій. Надмірна дія несприятливих факторів має деструктивні наслідки, викликає стрес або загибель організмів.
Зміна форми стовбура і крони під впливом сильних вітрів.
Джерело: http://geobotany.narod.ru/
Незворотне в’янення листків дерева гінкго під дією заморозків
Дефіцит нітрогену в грунті – ефект на розвиток кукурудзи. Джерело: http://www.uaex.edu/yard-garden/
Адаптація – комплекс морфо-фізіологічних та поведінкових параметрів біосистеми, який забезпечує стійкість до впливу факторів середовища та забезпечує їй успіх у конкуренції з іншими біосистемами
Виділяють два види адаптації:
Фізіологічна (отогенетична) адаптація – пристосування біосистем до навколишнього середовища в ході їх індивідуального розвитку – онтогенезу (наприклад. акліматизація – швидке пристосування окремого організму до змін навколишнього середовища , що дозволяє підтримувати стан гомеостазу). При фізіологічній адаптації пристосування організму визначаються наявними морфологічними та фізіолого-біохімічними можливостями – межами модифікаційної мінливості.
Яскравий приклад фізіологічної адаптації є поява під впливом яскравого сонячного випромінювання засмаги шкіри людини, як захисна реакція від пошкодження ультрафіолетовим спектром. Проте, частина людей слабо засмагають або не засмагають взагалі, і тому не можуть переносити тривалого сонячного світла. Здатність до фізіологічної адаптації використовують при загартовуванні. Наприклад в сільському господарстві використовують загартовування рослин з метою підвищення холодостійкості – обробка рослин помірно несприятливими умовами, наприклад, зниженням (-2…+10оС) або підвищеними (+28..+35оC) температури, для підвищення стійкості цього покоління до слабкої дії несприятливих факторів.
Еволюційна адаптація – поява генетично закріплених морфологічних та фізіолого-біохімічних пристосувань у ряді поколінь, стійких у часі та просторі ареалу популяції або типу біоценозу. Такі пристосування найчастіше відображують специфічні умови існування організму. Наприклад, різноманіття форм дзьоба та голови птаха є адаптацією до добування та споживання специфічної їжі.
У зв’язку з подібністю пристосувань (завдяки конвергенції та аналогії), які виникають у різних організмів до впливу однакових чинників середовища, певні адаптивні ознаки мають індикаторне значення – вказують на особливості навколишнього середовища організму (наприклад, всі мешканці водної товщі, які активно плавають, мають схожі морфологічні ознаки).
Незважаючи на часте застосування терміну «адаптація» як в професійній, так і повсякденній мові, існує значна невизначеність ступеню адаптації (адаптованості) у кожному конкретному випадку. Це пов’язано з відсутністю чітких та специфічних ознак, які б виділяли саме адаптацію. З точки зору еволюційного вчення – якщо вид існує в даний час, в даному середовищі, то він адаптований до його умов. Кількісною характеристикою ступеня адаптованості біосистеми є ефективність її функціонування у певному середовищі, яку можна визначити за наступними критеріями:
Енергетична адаптованість – структура енергетичного балансу, мінімізація енерговитрат на базальний обмін, величина доступної енергії, яка реально використовується даною біосистемою тощо.
Речовинна адаптованість – кількість, збалансованість та адекватність раціону (гетеротрофи) та мінеральних речовин (для автотрофів), ефективність використання речовини (наприклад, водний баланс).
Інформаційна адаптованість – адекватність сенсорних систем параметрам середовища, інформаційне забезпечення мінімізації речовинно-енергетичних витрат (раціоналізація ресурсокористування); інформаційні потоки, їх ефективність (для забезпечення функціонування біосистеми) тощо.