- •Содержание
- •Глава I. Обмен веществ и источники энергии для организмов 9
- •Глава II. Возможности адаптации организмов 20
- •Глава III. Механизмы приспособления организмов 32
- •Глава IV. Состав и структура биоценозов. Приспособления к питанию 62
- •Глава V. Свет и биологические ритмы 70
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава I. Обмен веществ и источники энергии для организмов
- •Обмен веществ
- •Фотосинтез
- •Хемосинтез
- •Энергетический обмен
- •1.2. Динамика веществ и энергии в биосфере. Источники энергии для организмов
- •Контрольные вопросы к главе 1.
- •Глава II. Возможности адаптации организмов
- •2.1. Понятие об адаптации
- •2.2. Формы адаптации
- •2.3. Адаптация организма человека к различным условиям Адаптация к условиям Севера
- •Адаптация человека в аридной зоне
- •Адаптация человека к условиям тропиков
- •Адаптация к высокогорью
- •Адаптация к психогенным факторам
- •Адаптация к дефициту информации
- •Управление адаптацией
- •Контрольные вопросы к главе 2.
- •Температурные пороги жизни
- •Принципы теплообмена организма
- •Приспособления к температурным условиям среды у пойкилотермных организмов
- •Приспособления к температурным условиям среды у гомойотермных организмов
- •Водно-солевой обмен. Приспособления к водному режиму и солености среды Значение воды и минеральных солей
- •Водно-солевой обмен у водных организмов
- •Водно-солевой обмен на суше
- •Потери воды с поверхности тела при комнатной температуре
- •Приспособления к изменению содержания кислорода в среде Газообмен в водной среде
- •1. Физические:
- •2. Экологические:
- •Газообмен в воздушной среде
- •Приспособления к гипоксии
- •Контрольные вопросы к главе III:
- •Глава IV. Состав и структура биоценозов. Приспособления к питанию
- •4.1. Состав биоценозов
- •4.2. Трофическая структура биоценозов Приспособления к питанию
- •Примитивное устройство системы пищеварения
- •Синхронизация годовых циклов с аналогичными ритмами жизнедеятельности их хозяев.
- •Контрольные вопросы к главе IV:
- •Глава V. Свет и биологические ритмы
- •5.1. Биологическое действие различных участков спектра солнечного излучения
- •5.2. Биологические ритмы
- •5.3. Фотопериодическая регуляция сезонных циклов
- •5.4. Физиологическая регуляция сезонных явлений
- •Зимовальные.
- •Литература
2.2. Формы адаптации
Существует две формы адаптации: генотипическая и фенотипическая.
Генотипическая адаптация формируется на основе наследственности, мутаций и естественного отбора. Это не заранее сформированная адаптация, а возможность необходимых адаптационных реакций под влиянием среды обитания. Генотипическая адаптация способствует формированию фенотипа, защищает организм от встречи с опасными факторами среды. Она передается по наследству.
Фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой обитания. Эта форма адаптации не передается по наследству. Каждое новое поколение адаптируется заново к широкому спектру новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций. Это выгодно для сохранения вида.
Механизмом всех форм фенотипической адаптации является взаимосвязь между функцией и генетическим аппаратом. Существует перекрестная адаптация, когда активная адаптация к одному фактору повышает устойчивость к другим факторам. Например, адаптация к физическим нагрузкам повышает устойчивость организма к недостатку кислорода, тормозит развитие атеросклероза, гипертонической болезни, диабета.
Все многообразие реакций организма на действие различных факторов внешней среды можно разделить на два класса:
возникающие сразу после воздействия на организм факторов (кратковременное приспособление)
постепенно формирующиеся реакции долговременного приспособления.
Быстро возникающие реакции кратковременной адаптации – это реакции, для осуществления которых во взрослом организме всегда имеются готовые, вполне сформированные механизмы, например, отдергивание конечностей в ответ на боль. Эти реакции реализуются немедленно после начала действия раздражителя.
Долговременная адаптация включает реакции, для осуществления которых в организме нет готовых сформировавшихся механизмов, а имеются лишь генетические предпосылки. Это, например, развивающаяся устойчивость к низким и высоким температурам, изменившемуся составу пищи, нехватке кислорода и т.д.
Существует три типа приспособительного поведения живых организмов:
Бегство от неблагоприятного раздражителя (например, животные уходят от холода, прячась в теплые норы)
Пассивное подчинение раздражителю (например, при наступлении холода животные снижают температуру тела и впадают в сонное состояние)
Активное противодействие раздражителю за счет развития адаптивных реакций (например, теплокровные животные реагируют на холод сложным балансированием теплопродукции и теплоотдачи и сохраняют температуру тела стабильной)
Таким образом, существует пассивная адаптация (или синтаксическая форма) и активная адаптация (катотаксическая форма).
Пассивная адаптация осуществляется путем понижения жизнеспособности организма, например, анабиоз, спячка, применение наркотиков, снотворных). Активная адаптация осуществляется путем повышения уровня обменных процессов в организме.
Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза. Гомеостаз – это динамическое постоянство состава внутренней среды организма.
Когда окружающая среда изменяется, происходит перестройка гомеостаза, адекватная конкретным условиям среды, что и служит основой адаптации.
Главная роль в адаптивном процессе принадлежит нервной системе и железам внутренней секреции с их гормонами. Например, гормоны гипофиза и коры надпочечников вызывают двигательные реакции и изменения кровообращения и дыхания. Изменения деятельности этих систем являются первой реакцией на любое сильное раздражение. Эти изменения предотвращают сдвиги гомеостаза.
К важным адаптационным устройствам относится иммунитет, а также клеточная адаптация – приспособления клеток к условиям окружающей среды, направленные на выживаемость и воспроизведение.