2.3. Приспособления организмов к неблагоприятным факторам среды

Любой организм живёт в сложном, изменяющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему. Приспособления организмов к среде называют адаптациями. Адаптации – это любые изменения в структуре, функциях и поведении организмов, повышающие их шансы на выживание. Адаптации возникают и развиваются в процессе эволюции видов. Способность к адаптации – это одно из основных свойств живых организмов, так как обеспечивает им возможность выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях организации жизни: от химического состава клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования биоценозов и экосистем.

На уровне организма основные механизмы адаптаций могут быть следующие:

• биохимические – проявляются во внутриклеточных процессах. Например, при понижении температуры окружающей среды в клетках могут изменяться концентрация и активность ферментов, содержание и состояние воды, накапливаться вещества с холодозащитными свойствами;

• физиологические – например, усиление потоотделения при повышении температуры у некоторых животных;

• морфолого-анатомические – это особенности внешнего и внутреннего строения и формы тела, способствующие выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях;

• поведенческие – проявляются в самых различных формах: кочёвки и миграции животных, рытьё нор, поиск наиболее благоприятных мест обитания и т.п.;

• онтогенетические – ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий. Например, при пересаживании растений из теплицы в открытый грунт процессы их роста и развития замедляются, что способствует их выживанию в изменившихся условиях среды.

В процессе приспособления к неблагоприятным условиям среды организмы выработали три основных пути: активный, пассивный и избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных механизмов, которые позволяют осуществлять все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные условия. Так, теплокровные животные – млекопитающие и птицы, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают постоянную температуру своего тела. Активное противостояние иссушению особенно характерно для растений-склерофитов, а также некоторых животных пустынь. Активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, а также специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов. Поэтому этот тип наиболее характерен для теплокровных (гомойотермных) животных.

Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению условий среды. Так, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному расходованию энергетических ресурсов. При резком ухудшении условий среды некоторые мелкие организмы могут временно приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние криптобиоза или анабиоза. При глубоком анабиозе полностью прекращается обмен веществ, благодаря чему существенно расширяются возможности выживания организмов в экстремальных условиях. Например, некоторые бактерии многие годы могут находиться в неактивном состоянии, пока не появятся благоприятные условия для их жизни. В состоянии криптобиоза и анабиоза некоторые формы жизни способны выдерживать температуры, близкие к абсолютному нулю (споры растений и грибов, коловратки, нематоды и др.).

Пассивный путь адаптации свойствен всем растениям и пойкилотермным животным. Среди млекопитающих и птиц его в неблагоприятных условиях используют виды, впадающие в спячку или оцепенение, а также обитающие в условиях крайне низких температур.

Избегание неблагоприятных воздействий – это выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные периоды года. Для животных основным способом избегания неблагоприятных воздействий являются миграции, рытьё нор, убежищ и т.п. У растений – это изменение в ростовых процессах. Например, растения-эфемероиды в лесной зоне избегают затенения древесным ярусом, успевая отцвести до облиствения побегов. Избегание от действия неблагоприятных условий среды свойственно организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном пути адаптации к среде. Чаще всего приспособление вида к среде осуществляется определённым сочетанием всех трёх путей адаптации.