Биологические адаптации это: Биологическая Адаптация | это… Что такое Биологическая Адаптация?

Адаптация (биология) | это… Что такое Адаптация (биология)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Адаптация.

См. также: Адаптивная система

Биологическая адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Адаптация может обеспечивать выживаемость в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию факторов абиотического и биологического характера, а также успех в конкуренции с другими видами, популяциями, особями. Каждый вид имеет собственную способность к адаптации, ограниченную физиологией (индивидуальная адаптация), пределами проявления материнского эффекта и модификаций, эпигенетическим разнообразием, внутривидовой изменчивостью, мутационными возможностями, коадаптационными характеристиками внутренних органов и другими видовыми особенностями.

Приспособленность живых существ к естественным условиям внешней среды была осознана людьми ещё в античные времена.

Вплоть до середины XIX века это объяснялось изначальной целесообразностью природы. В теории эволюции Чарльза Дарвина было предложено научное объяснение адаптационного процесса на основе естественного отбора.

Адаптации видов в рамках одного биоценоза зачастую тесно связаны друг с другом (одним из наиболее поразительных примеров межвидовой коадаптации является жёсткая привязка строения органов некоторых видов цветковых растений и насекомых друг к другу с целью опыления и питания). Если адаптационный процесс у какого-либо вида не находится в равновесном состоянии, то эволюционировать может весь биоценоз (иногда — с негативными последствиями) даже в стабильных условиях окружающей среды.

Содержание 1 Проблема определения адаптации 1.1 Адаптация, как адаптационный ответ 2 История представлений об адаптации в биологии и медицине 2.1 В философских предпосылках 2.2 В теориях эволюции 2.3 В физиологии 2. 3.1 Связь с условным рефлексом 2.3.2 Саморегуляция 3 Адаптация и стресс 4 Измерение адаптированности 5 Литература 6 См. также 7 Примечания

Проблема определения адаптации

Философ Ю. Урманцев указывает на то, что по объёму и содержанию «адаптация» — понятие не только междисциплинарное, но и весьма сложное. Он обращает внимание на недостатки определений, предлагаемые энциклопедиями, а именно ^[1]:

1. тавтологичность и отсутствие указаний на существенные и специфические признаки, которые бы выделяли именно адаптацию ;
2. охватывание определением «адаптация», как правило, только одного (обычно медико-биологического) вида адаптации из, во много раз большего, числа существующих;
3. вызванное этим отсутствие корректного определения вообще, а тем самым и методологических указаний о возможных путях развития учения об адаптации.

Процесс развития жизни на земле предполагает наличие адаптации у организмов.  Начинается эта адаптация с самых примитивных видов — приспособления к окружающей среде и к существующим условиям. Возникновение и выживание организмов возможно только при соответствии организмов окружающей среде. Выживают те организмы, которые вырабатывают лучшие формы своего сохранения. Их развитие, переход организмов на более высокую ступень обусловлены необходимостью адаптации. Таким образом, эволюция и адаптация суть процессы, неотделимые друг от друга.

Под адаптацией можно понимать так же способность любой системы получать новую информацию для приближения своего поведения и структуры к оптимальным. Системы адаптивны, если при изменении в их окружении или внутреннем состоянии, снижающем их эффективность в выполнении своих функций, они реагируют или откликаются, изменяя свое собственное состояние или состояние окружающей среды так, чтобы их эффективность увеличилась

[2]. Термин адаптация можно рассматривать в трех аспектах:

1. адаптация как свойство системы приспосабливаться к возможным изменениям функционирования — система адаптации;
2. адаптация как сам процесс приспособления адаптивной системы — собственно, адаптация;
3. адаптация как метод, основанный на обработке поступающей информации и приспособленный для достижения некоторого критерия оптимизации — адаптационные алгоритмы.

В более широком смысле, адаптациями в биологии называют возникновение и развитие определенных, конкретных морфофизиологических свойств, значения которых для организма связаны с теми или иными общими или частными условиями его абиотической и биотической среды.

Адаптация, как адаптационный ответ

Адаптация, как адаптационный ответ, может осуществляться на различных уровнях:

1. на уровне клетки в виде функциональных или морфологических изменений;
2. на уровне органа или группы клеток, имеющих одинаковую функцию;
3. на уровне организма как морфологического так и функционального целого, представляющего собой совокупность всех физиологических функций, направленных на сохранение витальных функций и самой жизни.

С учетом этого H. Hensel выделяет различные уровни адаптационных процессов ^[3]:

1. привыкание — начальный процесс адаптации под влиянием кратковременного воздействия стрессора,
2. функциональную адаптацию — продолжительное состояние, возникающее под влиянием определенных раздражителей, приводящих к физиологическим изменениям гомеостаза человека,
3. трофо-пластическую адаптацию — дальнейшая ступень адаптационных процессов, не принадлежит к терапевтической области реабилитационной медицины, так как при ней наступают морфологические изменения органов и систем человеческого организма.

Главное содержание адаптации, по мнению Т. Пилат, — это внутренние процессы в системе, которые обеспечивают сохранение её внешних функций по отношению к среде. Если структура системы обеспечивает ей нормальное функционирование в данных условиях среды, то такую систему следует считать адаптированной к этим условиям. На этой стадии устанавливается динамическое равновесие, при котором происходит изменение физиологических показателей в границах нормы. Организм клинически здорового человека с высокими адаптивными способностями обладает значительным потенциалом саморегуляции и самовосстановления. Для поддержания здоровья ему достаточно вести здоровый образ жизни, соблюдать принципы сбалансированного питания

[4].

При этом, по мнению Ю. Малова, здоровье или норма — состояние относительно стабильное, но оно не может сохраняться в течение всей жизни, ибо в природе не существует абсолютно адаптированных к данной среде индивидов. Длительное пребывание в одних и тех же условиях всё же рано или поздно приведет к развитию какой-либо болезни, которая является механизмом элиминации индивида ^[5].

История представлений об адаптации в биологии и медицине

«Биологическая адаптивность и есть жизнь». Ганс Селье

В философских предпосылках

В античности Фалес Милетский, Парменид, Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель, Плутарх, Гален, Флавий Ренат Вегеций, а также позже Авиценна в том или ином виде замечали и указывали, что заболевания, поведение и некоторые другие виды психической деятельности зависят от внешних факторов, внешней среды окружающей человека.

Парацельс — считал, что все органические функции вызваны действием единого универсального «жизненного принципа». Если деятельность «жизненного принципа» внутри формы происходит нормальным и регулярным образом, который не нарушают никакие препятствия (в том числе и внешние), такое состояние называется здоровьем. Если же его деятельность по какой-либо причине нарушается или если он действует ненормально или нерегулярно, такое состояние называется болезнью.

Мишель Монтень писал: «Мы знаем по опыту, что на нас оказывает влияние воздух, климат, земля того места, где мы родились; причем они влияют не только на цвет нашей кожи, на наш рост, телосложение и осанку, но и на наши душевные качества. Люди меняют свой нрав, если их переселить в другое место, совершенно так же, как и деревья» ^[6].

В теориях эволюции

Основная статья: Адаптация (теории эволюции)

Тем не менее, научное обоснование идей адаптации разрабатывалось медленнее, чем философские воззрения и эмпирические знания на этот счёт и кардинально не менялось практически до 1809 года, когда французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк создал первое целостное учение об эволюции живой природы, основные идеи которого были изложены в «Философии зоологии».

На основе законов Ламарка сложилось направление, обычно называемое ламаркизмом или неоламаркизмом, а более точно эктогенезом — эктос — внешний (греч.), эктогенез — эволюция под действием внешних сил. В рамках этого направления эволюция рассматривалась как адаптивный процесс, основанный на всеобщем свойстве живых существ — «наследовании благоприобретённых свойств» (признаков). Следовательно, приспособленность рассматривалась как причина, а не результат эволюции. Единицей эволюции в рамках эктогенеза, является потомство родителей, которые передали своим потомкам результаты «упражнения или неупражнения органов», то есть череда поколений.

Дальнейшее развитие вопросы влияния внешней среды на человека получили в трудах английского естествоиспытателя, создателя теории эволюции Чарльза Роберта Дарвина. В 1859 году он выпустил книгу «Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в которой было показано, как развивались все виды живого, согласно выдвинутому им положению о «выживании наиболее приспособленных».

Дарвин рассматривал приспособление (адаптацию) лишь в качестве средства для выживания. Согласно дарвинизму, эволюция представляет собой процесс адаптации организмов к условиям окружающей среды, причем приспособленность организмов является результатом эволюции.

В физиологии

Основная статья: Адаптация (физиология)

Во многом идеи К. Бернара получили продолжение в работах физиолога Ивана Петровича Павлова и американского ученого Уолтера Брейдфорда Кеннона.

Уолтер Кеннон, ввел в 1929 году в физиологию понятие гомеостаз считая, что постоянство внутренней среды организма поддерживается благодаря симпатической нервной системе и гормонам.

Категория поведения как особой формы саморегуляции жизни складывалась у И. П. Павлова (по образцу учения К. Бернара о гомеостазе), то есть об основных константах (давлении, температуре и др.), которые удерживают эту систему в стабильном состоянии в крайне неустойчивой внутренней среде. И. П. Павлов применил эту идею к взаимоотношениям организма с ещё более неустойчивой, непредсказуемой средой — внешней. Открытые им условно-рефлекторные механизмы служили достижению «уравновешивания» организма с этой средой.

Павловская трактовка рефлекса также имела четко выраженную гомеостатическую направленность и во многом базировалась на биодетерминизме К. Бернара, но не ограничивалась идеями гомеостаза. Известный американский физиолог Ч. Брукс отмечал: «Понятие об условном рефлексе предполагает появление длительных адаптивных изменений и даже включенность вегетативной системы» ^[7].

Связь с условным рефлексом

Условный рефлекс в трактовке И. П. Павлова, в первую очередь, — реакция адаптивного характера. И. П. Павлов уже в 1903 году в своей программной речи «Экспериментальная психология и психопатология на животных», на Международном медицинском конгрессе в Мадриде, впервые оповестил об открытии условных рефлексов, представив их как воплощение общебиологического закона приспособления организма к среде. В этом феномене, подчеркивал он, нет «ничего… кроме точной связи элементов сложной системы между собой и всего их комплекса с окружающей обстановкой». Он говорил тогда же: «К сожалению, мы не имеем до сих пор чисто научного термина для обозначения этого основного принципа организма — внутренней и внешней уравновешенности его» ^[8]. Через несколько десятков лет У. Кеннон изобрел этот термин, назвав «уравновешенность» гомеостазом. «Как часть природы, каждый животный организм представляет собою сложную обособленную систему, внутренние силы которой каждый момент, покуда она существует, как таковая, уравновешиваются с внешними силами окружающей среды. Чем сложнее организм, тем тоньше, многочисленнее и разнообразнее элементы уравновешивания. Для этого служат анализаторы и механизмы как постоянных, так и временных связей, устанавливающие точнейшие соотношения между мельчайшими элементами внешнего мира и тончайшими реакциями животного организма. Таким образом, вся жизнь от простейших до сложнейших организмов, включая, конечно, и человека, есть длинный ряд все усложняющихся до высочайшей степени уравновешиваний внешней среды» ^[9].

И. П. Павлов и У. Кеннон, в своих работах переходили к поведению целостного организма, то есть к особому типу его взаимодействия со средой. Ведь и условные рефлексы, и эмоции страха и ярости, ставшие (наряду с болью и голодом) главным объектом направления кенноновских исследований, выступают в качестве реакций, которые носят особый интегральный характер. Они даны в системе «организм — среда» и не могут быть объяснены вне её. Это не значит, что великий принцип единства организма и среды действует в полную силу лишь с переходом к условнорефлекторным и эмоциональным регуляциям. Речь идет о различных формах реализации этого принципа. Он выступает на многих уровнях: молекулярном, энергетическом, химическом, а также на уровнях функционирования различных физиологических и психологических систем. В условном рефлексе как поведенческом акте задействован физиологический механизм (по И. П. Павлову — кора и ближайшая к ней подкорка), но он становится поведенческим только тогда, когда в нём представлены условия среды в виде различаемых мозгом внешних (средовых) раздражителей, играющих роль сигналов.

Множество операций, проведенных в кенноновской школе над животными, доказали, что внешне наблюдаемые признаки поведения, которые можно назвать эмоциональными, порождаются глубинными сдвигами в нейрогуморальных процессах. Эти сдвиги готовят организм к критическим ситуациям, которые требуют повышенной траты энергии, снятия усталости, предотвращения кровопотери и т. п. На одном из докладов о своих открытиях У. Кеннон сообщил, что благодаря выбрасываемому в кровь при сильных эмоциях адреналину в числе других его «мобилизационных» эффектов происходит увеличение в крови поступающего к мышцам сахара.

У. Кеннон в поисках нового языка для обсуждения эмоционального поведения нашёл его у И. П. Павлова. Поведение трактуется им в терминах рефлексов — безусловных и условных. Главная эмоция для У. Кеннона отныне не что иное, как безусловный рефлекс. Картина поведения таламического, лишенного высших нервных центров, животного свидетельствует, согласно У. Кеннону, в пользу положения о том, что эмоция в её внешнем выражении является сложным безусловным рефлексом. Кеннон писал: «Жизнь избегает грубых аритмичных, неуправляемых взрывов. Небольшие изменения, маленькие химические реакции при умеренной температуре дают организму сопротивляемость крепче стали и направляются с точностью и тонкостью, не свойственной технике термитов. В этом «великая мудрость организма» ^[10].

Саморегуляция

И. П. Павлов в общей форме выдвинул принцип саморегуляции при исследовании деятельности сердца и кровообращения, а позднее распространил его на деятельность организма в целом. В работе «Ответ физиолога психологам» (1951) он отметил: «Человек есть, конечно, система (грубо говоря, — машина), как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам, но система, в горизонте нашего современного видения, единственная по высочайшему саморегулированию…». Помимо учения о высшей нервной деятельности, определившего «принцип нервизма» Павлов обратил внимание на ферменты назвав их «возбудителями жизни». По представлению И. П. Павлова (1949) «… животный организм как система существует среди окружающей природы только благодаря непрерывному уравновешиванию этой системы на падающие на нее из вне раздражения» ^[11].

Таким образом, английская мысль внесла идею адаптации к среде внешней, как задаче, непрерывно решаемой организмом, французская мысль — идею саморегуляции процессов в этом организме, а русская — категорию поведения как особой формы саморегуляции жизни, что прекратило длившиеся многие годы прошлого столетия споры между «нервистами» и «гуморалистами», представляющие ныне лишь исторический интерес.

Адаптация и стресс

Основная статья: Стресс

Ганс Селье вводит в медицинскую практику термин стресс. Он писал: «я впервые „наткнулся“ на идею стресса и общего адаптационного синдрома в 1925 году» ^[12]. Каждую составляющую своего определения Селье пояснил так: общий — потому что к стрессу приводят факторы, которые, воздействуя на разные области организма, в итоге способны вызвать общую системную защиту;

адаптационный — потому что это явление как бы закрепляется, приобретает характер привычки; синдром — потому что его отдельные проявления частично взаимозависимы ^[13]. Позже (в 1931-1932 г.) он назвал стресс неспецифической реакцией организма на любые раздражители. Представление о стрессе касается всех людей, больных и здоровых, преуспевающих и неудачливых, и всех сторон жизни. «Удалось показать, что стресс представляет собой скорость изнашивания человеческого организма, сопровождает любую жизнедеятельность и соответствует в определённом смысле интенсивности жизни. Он увеличивается при нервном напряжении, телесных повреждениях, инфекциях, мышечной работе или любой другой напряженной деятельности и связан с неспецифическим защитным механизмом, увеличивающим сопротивляемость к стрессовым факторам, или „стрессорам“. Важной частью этого защитного механизма является повышенное выделение гипофизом так называемого адренокортикотропного гормона (АКТГ), который, в свою очередь, стимулирует выработку кортикоидов корой надпочечников.

Cиндром стресса, или, иначе, общий адаптационный синдром (ОАС), проходит три стадии:

1. „реакция тревоги“, во время которой мобилизуются защитные силы. Её биологический смысл заключается в том, что организм в кратчайшие сроки должен получить дополнительную, „аварийную“ энергию для того, чтобы максимально обеспечить условия для быстрого спасения от грозящей беды или даже гибели. Да, для организма это, безусловно, реакция энергозатратная — что для него в перспективе, конечно, плохо, — но иного выхода в данный момент нет. Ведь речь идет о спасении в целом.
2. „стадия устойчивости“ отражающая полную адаптацию к стрессору. Крайне важно и то, что на этой стадии общие энергозатраты организма становятся меньше, чем на первой стадии: организм частично уже приспособился жить под давлением стрессирующего фактора — как бы отследил его.
   Если стрессирующий фактор действует сильно и длительно, то постепенно развивается следующая, третья стадия.
3. „стадия истощения“, которая неумолимо наступает, если стрессор оказывается достаточно силён и действует достаточно долгое время, поскольку „адаптационная энергия“, или приспособляемость живого вещества всегда конечна» ^[14]. Результат на этой стадии — устойчивость организма к внешним воздействиям резко снижается. То есть база для возможного развития патологии на клиническом уровне уже создана.

По мере формирования устойчивой адаптации нарушения гомеостаза, составляющие стимул стресс-симптома постепенно исчезают, как и сам стресс-симптом, сыграв свою важную роль в становлении адаптации. Это состояние между стрессом (агрессией) и адаптацией служит доказательством того, что стресс сложился в процессе эволюции как необходимое неспецифическое звено более сложного целостного механизма адаптации. Полная свобода от стресса, как считал Селье, означала бы смерть.

В 1982 году Селье определил стресс как совокупность стереотипных филогенетических запрограммированных реакций организма, которые вызываются любыми сильными, сверхсильными, экстремальными воздействиями и сопровождаются перестройкой адаптивных сил организма.^[15].

По признанию Г. Селье, он заимствовал у И. П. Павлова очень многое. То, что Павлов трактовал с точки зрения нервной системы, он перевел на язык и термины гуморальной системы. Павлов указывал, что организм как целое непрерывно адаптируется к окружающей среде. Эту идею целостности и адаптации Селье почерпнул у Павлова, и это было положено в основу теории стресса. То, что внешние воздействия приводят только к расходу и исчерпанию адаптационных возможностей, в течение многих лет было убеждением Г. Селье, которое он лаконично формулировал как «wear and tear». Это убеждение основывалось на том, что он использовал преимущественно сильные патогенные воздействия.

Концепции о существовании генетически предопределённого потенциала роста берут начало от А. Вейсмана, который считал, что зигота обладает способностью осуществлять определённое и ограниченное число делений клеток, после чего развивающийся организма обрекается на старение и смерть. Немецкий физиолог и гигиенист Макс Рубнер (М. Rubner) (1854—1932) в связи с представлениями Вейсмана обосновал понятие о генетически предопределённом энергетическом фонде, который у всех видов млекопитающих, за исключением человека почти одинаков. Концепцию Рубнера и вытекающее из неё представление об онтогенезе, как о раскручивании пружины в заведенных часах, и развил «Селье в учении о стрессе и о предопределённом фонде „адаптивной энергии“, сравнивая его с банковым вложением, которое можно расходовать, но нельзя увеличивать». Во всех этих теориях речь идет о постепенном исчерпании некоего исходного потенциала (жизненной субстанции), приводящих живые организмы к состоянию равновесия. Развивая эти представления Ричард Перл пришёл к мысли, что старение и смерть — „расплата за преимущества“ какие дают специализация и дифференциация клеток у многоклеточных организмов, в отличие от практически бессмертных одноклеточных этими качествами не обладающими. ^[16].

«Стресс есть неспецифический ответ организма на любое предъявление ему требования. … С точки зрения стрессовой реакции не имеет значения, приятна или неприятна ситуация, с которой мы столкнулись. Имеет значение лишь интенсивность потребности в перестройке или в адаптации.» ^[17]

Измерение адаптированности

В результате обработки многолетних наблюдений при сравнительном анализе популяций и групп, находящихся в различных экологических условиях (на Крайнем Севере и в средних широтах Сибири), А. Н. Горбанем и Е. И. Смирновой под руководством ак. АМН СССР К. Р. Седова получен вывод: наибольшую информацию о степени адаптированности популяции к экстремальным или просто изменившимся условиям несут корреляции между физиологическими параметрами.

В типичной ситуации при увеличении адаптационной нагрузки уровень корреляций повышается, а в результате успешной адаптации — снижается. Показано, что этот эффект группового стресса связан с организацией системы факторов, действующих на группу.

Если система факторов организована в соответствии с принципом Либиха (монолимитирование) то с ростом адаптационного напряжения размерность облака точек, представляющего группу в пространстве физиологических параметров, снижается, растет сумма абсолютных величин коэффициентов корреляции и, в то же время, растет разброс этого облака — возрастают дисперсии.

Если происходит взаимное усиление давления различных факторов (синергичные системы), то, напротив, с ростом адаптационного напряжения размерность облака точек, представляющего группу в пространстве физиологических параметров, растет, падает сумма коэффициентов корреляции. Дисперсии в то же время возрастают — так же, как и в предыдущем случае.

Литература

• Агаджанян Н. А., Труханов А. И., Шендеров Б. А. Этюды об адаптации и путях сохранения здоровья. — М.: изд-во «Сирин», — 2002. — 156 с.
• Ader Robert, Cohen Nicolas, Felten David, Psychoneuroimmunology: interactions between the nervous system and the immune system, Lancet 1995; 345:99-103
• Акофф Р. , Эмерли Ф. О целеустремленных системах. — М.: Советское радио, 1974. — 272 с.
• Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, −1975.- 477 с.
• Анохин П. К.Узловые вопросы теории функциональной системы. — М.: Наука, −1980. — 197 с.
• Аршавский И. А.Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. М.: Наука, — 1982. 270 с.
• Аршавский И. А. Некоторые методологические и теоретические аспекты анализа закономерностей индивидуального развития организмов//Вопросы философии. — № 11. — 1986. — С. 95-104.
• Бернар Кл. Лекции по экспериментальной патологии // Пер. Д. Е. Жуковского. М.; Л., 1937, с. 312—374.
• Бородюк Н. Р. Адаптация. Новое в приспособлении к окружающей среде. М.: «Глобус», 1998. — 88 с.
• Воробьёв Р. И. Медицина по Дарвину// Химия и жизнь. — № 2. — 2001. — с.44-48.
• Гартман Франц Жизнь Парацельса и сущность его учения/Пер. с англ. — М.: Алетейа, 2002. — 272с
• Дербенёва Л. М. Интимная жизнь стресса// Химия и жизнь. — № 7. — 1999 г. — С.54-57.
• Калайков И. Цивилизация и адаптация, М.: «Прогресс», 1984.
• Кассиль Г. Н. Внутренняя среда организма М.: Наука, 1983. — 227 с.
• Козинец Г. И., Погорелов В. М. Консерватизм биологических процессов — стабильность кроветворения Клиническая лабораторная диагностика № 12, 1988.-С.21-32.
• Малов Ю. С. Адаптация и здоровье. Клиническая медицина № 12. — 2001.- С. 61-63.
• Меерсон Ф. З., Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. — М.: Медицина, 1988. — 256 с.
• Монтень Мишель, Опыты. Книга третья. Изд-во «Наука». — Москва. — 1981. — 535 с.
• Сапов И. А., Новиков В. С. Неспецифические механизмы адаптации человека. — Л.: Наука, 1984. — 146 с.
• Светуньков С. Г. Количественные методы прогнозирования эволюционных составляющих экономической динамики.  — Ульяновск: Изд-во Ульяновского государственного университета, 1999. —177 с.
• Северцов А. С. Теория эволюции. — М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. — 380с
• Скулачев В. П. Эволюция биологических механизмов запасания энергии // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 11-19.
• Урманцев Ю. А. Природа адаптации (системная экспликация)//«Вопросы философии». — 1998. — № 12.
• Философские проблемы адаптации Под ред. Г. И. Царегородцева. М., «Мысль», 1975 277 с.
• Hensel H. Grundbegriffe und neuere Aspekte der physiologischen Adaptation,

См. также

• Физиологическая адаптация
• Онтогенетическая адаптация
• Естественный отбор
• Адаптивная радиация
• Стресс
• Коэволюция
• Преадаптация

Примечания

1. ↑ (Ю. А. Урманцев — 1998 г.)
2. ↑ Акофф Р., Эмерли Ф. — 1974 г.
3. ↑ (Hensel H. — 1974 г.)
4. ↑ (Пилат Т. Л., Иванов А. А. — 2002 г.)
5. ↑ (Малов Ю. С.- 2001 г.)
6. ↑ (цит. по С. 621. — Монтень М. — 1981 г.)
7. ↑ (цит. по С.57. — Ярошевский М. Г. — 1995 г.)
8. ↑ (цит. по С.57.Ярошевский М. Г. — 1995 г.)
9. ↑ (цит. по С.22. — «Химия и жизнь». — № 3. — 1990г)
10. ↑ (цит. по С.13 Залманов А. С. — 1991 г.)
11. ↑ (цит. по С. 8. — Агаджанян Н. А., Труханов А. И., Шендеров Б. А. — 2002 г.)
12. ↑ (цит. по С.68. — Селье Г. — 1987 г.)
13. ↑ (Дербенёва Л. М. — 1999 г.)
14. ↑ (цит. по С.71-72 Селье Г. — 1987 г.)
15. ↑ (Никонов В. В. — 2002 г.)
16. ↑ цит. по С.15. Аршавский И. А. −1982., С. 95 Аршавский И. А.- 1986 г.
17. ↑ Селье Г., Стресс жизни.

АДАПТАЦИЯ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• Генетическая основа.
• Питание.
• Защита.
• Размножение.
• Расселение.

АДАПТАЦИЯ, в биологии – развитие любого признака, который способствует выживанию вида и его размножению. Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.

Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Пример такой адаптации – твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных. Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения. Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример – зимний сон у медведя. Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов. Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.

Все растения и животные постоянно адаптируются к окружающей среде. Чтобы понять, как это происходит, необходимо рассматривать не только животное или растение в целом, но и генетическую основу адаптации.

Генетическая основа.

У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала.

Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории.

Питание.

Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза. Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными.

Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. У других птиц, например цапель, развились длинные шея и ноги. Они добывают пищу, осторожно бродя по мелководью и подстерегая зазевавшихся водных животных. Дарвиновы вьюрки – группа близкородственных видов птиц с Галапагосских островов – представляют классический пример высокоспециализированной адаптации к разным способам питания. Благодаря тем или иным адаптивным морфологическим изменениям, в первую очередь в строении клюва, одни виды стали зерноядными, другие – насекомоядными.

Если обратиться к рыбам, то хищники, например акулы и барракуды, имеют острые зубы для поимки добычи. Другие, например мелкие анчоусы и сельди, добывают мелкие частицы пищи путем фильтрации морской воды через гребневидные жаберные тычинки.

У млекопитающих прекрасным примером адаптации к типу питания служат особенности строения зубов. Клыки и коренные зубы у леопардов и других кошачьих исключительно остры, что позволяет этим животным удерживать и разрывать тело жертвы. У оленей, лошадей, антилоп и других пастбищных животных большие коренные зубы имеют широкие ребристые поверхности, приспособленные для пережевывания травы и иной растительной пищи.

Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые – горох, клевер и другие – развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.

Защита.

Окружающая среда состоит из живых и неживых компонентов. Живое окружение любого вида включает животных, питающихся особями этого вида. Адаптации хищных видов направлены на эффективную добычу пищи; виды-жертвы приспосабливаются, чтобы не стать добычей хищников.

Многие виды – потенциальные жертвы – имеют защитную или маскирующую окраску, которая скрывает их от хищников. Так, у некоторых видов оленей пятнистая шкура молодых особей незаметна на фоне чередующихся пятен света и тени, а зайцев-беляков трудно различить на фоне снежного покрова. Длинные тонкие тела насекомых-палочников тоже трудно увидеть, потому что они напоминают сучки или веточки кустов и деревьев.

У оленей, зайцев, кенгуру и многих других животных развились длинные ноги, позволяющие им убегать от хищников. Некоторые животные, например опоссумы и свиномордые ужи, даже выработали своеобразный способ поведения – имитацию смерти, которая повышает их шансы на выживание, поскольку многие хищники не едят падали.

Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус.

Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Например, животным и растениям часто приходится приспосабливаться к крайним значениям температуры. Животные спасаются от холода, используя изолирующий мех или перья, мигрируя в места с более теплым климатом или впадая в зимнюю спячку. Большинство растений переживает холода, переходя в состояние покоя, эквивалентное спячке у животных.

В жару охлаждение животного происходит за счет потоотделения или частого дыхания, увеличивающего испарение. Некоторые животные, в особенности пресмыкающиеся и земноводные, способны впадать в летнюю спячку, которая по сути аналогична зимней, но вызвана жарой, а не холодом. Другие просто ищут прохладное место.

Растения могут до некоторой степени поддерживать свою температуру, регулируя интенсивность испарения, которое имеет то же охлаждающее действие, что и потоотделение у животных.

Размножение.

Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение – процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства.

К числу адаптаций, обеспечивающих встречу особей разного пола, относится звуковая коммуникация. У некоторых видов большую роль в этом смысле играет обоняние. Например, котов сильно привлекает запах кошки в период течки. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты – химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали.

Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц.

Многие животные выработали способы защиты своего потомства в начальный период жизни. Большинство адаптаций такого рода относятся к поведенческим и включают такие действия одного или обоих родителей, которые повышают шансы на выживание детенышей. Большинство птиц строит гнезда, характерные для каждого вида. Однако некоторые виды, например воловья птица, откладывают яйца в гнезда других видов птиц и вверяют детенышей родительской заботе вида-хозяина. У многих птиц и млекопитающих, а также у некоторых рыб имеется период, когда один из родителей идет на большой риск, беря на себя функцию защиты потомства. Хотя такое поведение иногда грозит гибелью родителю, оно обеспечивает безопасность потомства и сохранение генетического материала.

Целый ряд видов животных и растений использует иную стратегию размножения: они производят на свет огромное число потомков и оставляют их незащищенными. В этом случае низкие шансы на выживание у отдельной подрастающей особи оказываются сбалансированы многочисленностью потомства. См. также РАЗМНОЖЕНИЕ.

Расселение.

Большинство видов выработало механизмы для удаления потомства от тех мест, где оно появилось на свет. Этот процесс, называемый расселением, увеличивает вероятность того, что потомство будет подрастать на еще не занятой территории.

Большинство животных просто избегает мест, где слишком сильна конкуренция. Однако накапливаются свидетельства в пользу того, что расселение обусловлено генетическими механизмами.

Многие растения приспособились к распространению семян с помощью животных. Так, соплодия дурнишника имеют на поверхности крючочки, которыми они цепляются за шерсть проходящих мимо животных. Другие растения образуют вкусные мясистые плоды, например ягоды, которые поедаются животными; семена проходят через пищеварительный тракт и неповрежденными «высеваются» в другом месте. Для распространения растения используют и ветер. Например, ветром переносятся «пропеллеры» семян клена, а также семена ваточника, имеющие хохолки из тонких волосков. Степные растения типа перекати-поле, приобретающие к моменту созревания семян шарообразную форму, перегоняются ветром на большие расстояния, по пути рассеивая семена.

Выше были приведены лишь некоторые наиболее яркие примеры адаптаций. Однако практически каждый признак любого вида является результатом адаптации. Все эти признаки составляют гармоничную совокупность, что позволяет организму успешно вести свой особый образ жизни. Человек во всех его признаках, от структуры головного мозга до формы большого пальца на ноге, является результатом адаптации. Адаптивные признаки способствовали выживанию и размножению его предков, имевших те же самые признаки. В целом концепция адаптации имеет большое значение для всех направлений биологии. См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

Адаптация – определение и примеры

Адаптация
с., ˌædæpˈteɪʃən
Процесс или состояние приспособления или изменения, чтобы стать более подходящим для окружающей среды; черта в результате процесса

Содержание

Адаптация Определение

В биологии и экологии адаптация относится к процессу приспособления поведения, физиологии или структуры к окружающей среде. Его также можно определить как состояние, достигаемое биологической популяцией, претерпевающей приспособления или изменения. Это может также относиться к черта , которая сделала вид более приспособленным к окружающей среде. Признак упоминается как адаптивный признак .

В неврологии под адаптацией понимается снижение частоты возбуждения нейрона. В офтальмология это способность глаза приспосабливаться к различной интенсивности света путем регулирования зрачком количества света, попадающего в глаз через зрачок.

Однако в этой статье основное внимание уделяется биологическому или экологическому аспекту адаптации. Давайте узнаем больше об этом ниже.

То, что не является адаптацией

Термин адаптация произошел от латинского «adaptō», означает «я подхожу» или «я приспосабливаюсь». Это обычное слово в экологии и эволюционной биологии. Организм имеет тенденцию претерпевать изменения, чтобы стать более приспособленным или приспособленным к окружающей среде.

Итак, следующий вопрос: «Что не является адаптацией?»

Адаптация против акклиматизации

Адаптация не является акклиматизацией . Оба термина касаются изменений. Однако акклиматизация — это физиологическое приспособление к новым условиям, а не увеличение видового разнообразия, как это происходит при адаптации. Чтобы признак считался адаптацией, он должен передаваться по наследству, быть функциональным и повышать физическую форму. (Ref. 1)

Согласно теории эволюции путем естественного отбора Чарльза Дарвина, организмы приспосабливаются к окружающей среде, чтобы они могли сохраняться и передавать свои гены следующему поколению. В экосистеме несколько видов коадаптируются , и при этом они также коэволюционируют . Возьмем, к примеру, симбионтов в ассоциации лишайников. Компоненты водорослей и грибов имеют тенденцию коэволюционировать вместе, поскольку отсутствие одного из них влечет за собой смерть. Зависимость от существования друг друга означает, что они должны вместе адаптироваться и выживать вместе.

Рудиментарные структуры

Рудиментарные структуры не считаются адаптивными чертами. Это потому, что их присутствие, по-видимому, не дает никакой функции или пользы организму, в отличие от адаптивного признака. Таким образом, структура, ставшая рудиментарной и нефункциональной, не может рассматриваться как адаптивный признак. Примерами рудиментарных структур, которые, следовательно, не являются адаптивными признаками, являются:

• Тазовая кость змеи
• Сошниково-носовой орган человека
• Соски самца
• Таз кита

Типы адаптации

Адаптация необходима для выживания вида. Адаптивные признаки, которые виды приобретут со временем, могут быть структурными (т. токсичные химикаты). (ссылка 1, 2)

Примеры биологических адаптаций

Одной из основных характеристик живого существа является его способность реагировать на раздражители и адаптироваться к изменениям окружающей среды. У него есть различные чувства, которые позволяют ему обнаруживать изменения в своем окружении. И это не останавливается на достигнутом. Он также может адаптироваться, приобретая черты, которые сделают его более подходящим для жизни в постоянно меняющейся среде. Возможно, вы захотите прочитать эту статью, чтобы узнать о других характеристиках живых существ.

• Совы

Эти ночные птицы известны своей способностью подкрадываться и ловить ничего не подозревающую добычу из-за их способности маскироваться (сливаться с окружающей средой) и летать почти бесшумно благодаря мягким и хорошо приспособленным перьям, которые позволяют бесшумно летать . У них также превосходное зрение, благодаря их глазам, которые огромны и относительно больше, чем их черепа. Их глаза описываются как «ночные глаза», неподвижные и трубчатые. Даже если они не могут двигать глазами ни в каком направлении, они способны двигать и вращать головой, обеспечивая обзор на 360 градусов. У них не только превосходное зрение, но они также хорошо слышат и находят свою добычу даже ночью. И давайте не будем забывать об их когтях и клювах! Когти (когти) сов острые и изогнутые. Они могут раздробить череп и размять тело своей добычи. Их клювы также изогнуты. Они могут быть короткими, но обычно имеют крючок на конце, чтобы хватать и рвать добычу.

• Растения

Неспособность растений перемещаться из одного места в другое так широко, как большинство животных, делает их одними из самых приспособленных существ на Земле. Возможно, они не смогут избежать непогоды или палящего солнца, как некоторые животные, они приобрели приспособления, которые позволяют им выживать в суровых условиях окружающей среды. Например, ксерофиты (например, кактусы) могут процветать в пустынях, потому что они могут снижать скорость транспирации и способствовать удержанию воды. Заметили «шипы» на их растительном теле? Эти шипы на самом деле являются их видоизмененными листьями. Корешковые листья предотвращают чрезмерную потерю воды в результате транспирации. Их восковой сочный стебель зеленого цвета, что указывает на то, что он модифицирован и служит основным фотосинтетическим органом, помимо эффективного хранения воды.

• Люди

Люди, возможно, считаются наиболее адаптивными видами. (Ссылка 3) Это из-за социального мозга людей. Таким образом, несмотря на постоянное изменение климата, люди обладают гибкостью, которая позволяет им выживать по сей день, обмениваясь информацией и передавая знания для поиска решений, которые помогут им приспособиться к новым ситуациям. Но кроме этого, у людей действительно есть некоторые поразительные анатомические и физиологические адаптивные черты, такие как способность ходить прямо на двух ногах (прямохождение), регулировать температуру тела с помощью потоотделения, использовать наши руки для изготовления инструментов и бросать предметы с прицелом или в цель. точность, крепкие зубы и изощренное общение.

Посмотрите это видео об адаптации животных.

Это видео об адаптации растений

 

Пройди тест по биологии адаптации!

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Что такое адаптация?

Физиологическая адаптация к новым условиям

Процесс адаптации к окружающей среде с течением времени

Изменения, из-за которых организм стал менее приспособленным к окружающей среде

2. Признак, который сделал вид более приспособленным

Адаптивный признак

Естественный отбор

Теория эволюции

3. Адаптация, при которой растение вскоре выработало устойчивость к определенному заболеванию

Структурная

Поведенческая

Физиологическая

4. Адаптация, при которой вид птиц со временем стал вести ночной образ жизни

Структурный

Поведенческий

Физиологический

5. Адаптация, в которой бабочки превратились в других видов бабочек, ядовитых для своих хищников.0005

Структурный

Поведенческий

Физиологический

Отправьте ваши результаты (необязательно)

Ваше имя

На электронную почту

Далее

4.1: Что такое адаптация? — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

78499

Адаптация

В биологии адаптация определяется как наследуемый поведенческий, морфологический или физиологический признак, который развился в процессе естественного отбора и поддерживает или увеличивает приспособленность организма к заданному набору условий окружающей среды. Эта концепция занимает центральное место в экологии: изучение адаптации — это изучение эволюционных отношений между организмами и окружающей их средой.

Адаптация связана с биологической приспособленностью, которая определяет скорость эволюции, измеряемую изменением частоты генов. Часто два или более вида совместно адаптируются и развиваются, поскольку у них развиваются приспособления, которые переплетаются с приспособлениями других видов, например, с цветковыми растениями и насекомыми-опылителями. Черты, развившиеся для одной цели, могут использоваться для другой, как, например, когда изолирующие перья динозавров использовались для полета птиц.

История

Адаптация — наблюдаемый факт жизни, принятый философами и естествоиспытателями с древних времен независимо от их взглядов на эволюцию, но их объяснения различались.

В естественной теологии адаптация интерпретировалась как работа божества и как свидетельство существования Бога. ^[2] Чарльз Дарвин нарушил традицию, подчеркнув недостатки и ограничения, имеющие место в животном и растительном мире. ^[5] Жан-Батист Ламарк предположил, что организмы склонны становиться более сложными, продвигаясь вверх по лестнице прогресса, плюс «влияние обстоятельств», обычно выражаемое как использование и неиспользование . ^[6] Этот второй, вспомогательный элемент его теории представляет собой то, что теперь называется ламаркизмом, протоэволюционной гипотезой наследования приобретенных признаков, предназначенной для объяснения адаптации естественным путем. ^[7]

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Второй из двух факторов Жана-Батиста Ламарка (первый представляет собой усложняющую силу) был адаптивной силой, которая заставляет животных с данным телом планируют адаптироваться к обстоятельствам путем наследования приобретенных признаков, создавая разнообразие видов и родов.

Другие естествоиспытатели, такие как Бюффон, принимали адаптацию, а некоторые также принимали эволюцию, не высказывая своего мнения относительно механизма. Это иллюстрирует реальную заслугу Дарвина и Альфреда Рассела Уоллеса, а также второстепенных фигур, таких как Генри Уолтер Бейтс, в выдвижении механизма, о значении которого раньше можно было лишь мельком угадывать. Столетие спустя экспериментальные полевые исследования и селекционные эксперименты, проведенные такими людьми, как Э. Б. Форд и Феодосий Добжанский, показали, что естественный отбор был не только «двигателем» адаптации, но и гораздо большей силой, чем считалось ранее. ^[8][9][10]

Общие принципы

Значение адаптации можно понять только в связи с общей биологией вида.

— Джулиан Хаксли, Эволюция: современный синтез ^[11]

Что такое адаптация

Адаптация — это прежде всего процесс, а не физическая форма или часть тела. ^[12] Внутренний паразит (такой как печеночная двуустка) может проиллюстрировать различие: такой паразит может иметь очень простое строение тела, но, тем не менее, организм хорошо приспособлен к своей специфической среде. Отсюда мы видим, что адаптация заключается не только в видимых признаках: у таких паразитов критические приспособления происходят в жизненном цикле, часто весьма сложном. ^[13] Однако в качестве практического термина «адаптация» часто относится к продукту : тем характеристикам вида, которые являются результатом процесса. Многие аспекты животного или растения могут быть правильно названы адаптациями, хотя всегда есть некоторые черты, функция которых остается под вопросом. Используя термин адаптация для эволюционного процесса и адаптивная черта для части или функции тела (продукта), можно различать два разных значения этого слова. ^{[14][15][16][17]}

Адаптация является одним из двух основных процессов, объясняющих наблюдаемое разнообразие видов, например, различные виды вьюрков Дарвина. Другой процесс — видообразование, при котором новые виды возникают, как правило, в результате репродуктивной изоляции. ^[18][19] Примером, широко используемым сегодня для изучения взаимодействия адаптации и видообразования, является эволюция цихлид в африканских озерах, где вопрос репродуктивной изоляции является сложным. ^[20][21]

Адаптация не всегда является простым делом, когда идеальный фенотип развивается для данной среды. Организм должен быть жизнеспособным на всех стадиях своего развития и на всех стадиях своей эволюции. Это накладывает ограничений на эволюцию развития, поведения и строения организмов. Основным ограничением, по поводу которого было много споров, является требование, чтобы каждое генетическое и фенотипическое изменение в ходе эволюции было относительно небольшим, поскольку системы развития очень сложны и взаимосвязаны. Однако неясно, что должно означать «относительно небольшое», например, полиплоидия у растений является достаточно распространенным крупным генетическим изменением. ^[22] Более ярким примером является происхождение эукариотического эндосимбиоза. ^[23]

Все приспособления помогают организмам выживать в своих экологических нишах. Адаптивные признаки могут быть структурными, поведенческими или физиологическими. Структурные адаптации — это физические особенности организма, такие как форма, покрытие тела, вооружение и внутренняя организация. Поведенческие адаптации — это унаследованные системы поведения, независимо от того, унаследованы ли они в деталях как инстинкты или как нейропсихологическая способность к обучению. Примеры включают поиск пищи, спаривание и вокализацию. Физиологические адаптации позволяют организму выполнять специальные функции, такие как производство яда, выделение слизи и фототропизм, но также включают более общие функции, такие как рост и развитие, регулирование температуры, ионный баланс и другие аспекты гомеостаза. Адаптация затрагивает все стороны жизни организма. ^[24]

Следующие определения даны биологом-эволюционистом Феодосием Добжанским:

1. Адаптация – это эволюционный процесс, посредством которого организм становится более способным жить в своей среде или средах обитания. ^[25][26][27]

2. Адаптированность – это состояние приспособленности: степень, в которой организм способен жить и размножаться в данном наборе мест обитания. ^[28]

3. Адаптивный признак — это аспект схемы развития организма, который делает возможным или повышает вероятность выживания и размножения этого организма. ^[29]

Чем не является адаптация

Адаптация отличается от гибкости, акклиматизации и обучения, которые являются изменениями в течение жизни и не передаются по наследству. Гибкость связана с относительной способностью организма поддерживать себя в различных средах обитания: степенью его специализации. Акклиматизация описывает автоматические физиологические приспособления в течение жизни; ^[30] обучение означает улучшение поведенческих показателей в течение жизни. ^[31]

Гибкость вытекает из фенотипической пластичности, способности организма с данным генотипом (генетическим типом) изменять свой фенотип (наблюдаемые характеристики) в ответ на изменения среды его обитания или перемещаться в другую среду обитания. ^[32][33] Степень гибкости передается по наследству и варьируется у разных людей. Высокоспециализированное животное или растение живет только в четко определенной среде обитания, питается определенным типом пищи и не может выжить, если его потребности не удовлетворяются. Таковы многие травоядные; крайними примерами являются коалы, которые зависят от Эвкалипт и гигантские панды, которым нужен бамбук. Универсал, с другой стороны, ест разнообразную пищу и может выжить в самых разных условиях. Примерами являются люди, крысы, крабы и многие хищники. Тенденция вести себя специализированным или исследовательским образом передается по наследству — это адаптация. Совсем иным является гибкость развития: «Животное или растение гибки в развитии, если при выращивании или перемещении в новые условия их структура изменяется так, что они лучше приспособлены к выживанию в новой среде», — пишет биолог-эволюционист Джон Мейнард Смит. . ^[34]

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Некоторые универсалы, такие как птицы, способны адаптироваться к городским условиям.

Если люди перемещаются на большую высоту, у них возникают проблемы с дыханием и физической нагрузкой, но, проведя некоторое время в высокогорных условиях, они акклиматизируются к пониженному парциальному давлению кислорода, например, за счет производства большего количества эритроцитов. Способность к акклиматизации — это адаптация, но сама акклиматизация — нет. Уровень воспроизводства снижается, но также снижается смертность от некоторых тропических болезней. В течение более длительного периода времени некоторые люди способны лучше размножаться на больших высотах, чем другие. Они вносят больший вклад в последующие поколения, и постепенно путем естественного отбора вся популяция приспосабливается к новым условиям. Это очевидно произошло, поскольку наблюдаемые показатели деятельности долгоживущих сообществ на больших высотах значительно лучше, чем показатели вновь прибывших, даже когда у вновь прибывших было время для акклиматизации. ^[35]

Адаптированность и приспособленность

Существует связь между адаптированностью и концепцией приспособленности, используемой в популяционной генетике. Различия в приспособленности между генотипами предсказывают скорость эволюции путем естественного отбора. Естественный отбор изменяет относительную частоту альтернативных фенотипов, поскольку они являются наследственными. ^[36] Однако фенотип с высокой адаптированностью может не обладать высокой приспособленностью. Добжанский приводил в пример секвойю калифорнийскую, высоко приспособленную, но реликтовую породу, находящуюся под угрозой исчезновения. ^[25] Эллиот Соубер отметил, что адаптация является ретроспективной концепцией, поскольку она подразумевает что-то об истории признака, тогда как приспособленность предсказывает будущее признака. ^[37]

1. Относительная приспособленность. Средний вклад генотипа или класса генотипов в следующее поколение относительно вклада других генотипов в популяции. ^[38] Это также известно как Дарвиновская приспособленность , коэффициент отбора и другие термины.

2. Абсолютная пригодность. Абсолютный вклад в следующее поколение генотипа или класса генотипов. Также известен как мальтузианский параметр применительно к населению в целом. ^[36][39]

3. Адаптированность. Степень, в которой фенотип соответствует своей локальной экологической нише. Исследователи иногда могут проверить это с помощью реципрокной трансплантации, которая включает в себя взятие организмов, эволюционировавших в разных местах, и их обмен местами, чтобы определить, снижается ли приспособленность. ^[40]

Рисунок \(\PageIndex{3}\): На этом эскизе фитнес-ландшафта популяция может развиваться, следуя стрелкам к адаптивному пику в точке B и точкам A и C — локальные оптимумы, в которых популяция может оказаться в ловушке.

Сьюэлл Райт предположил, что популяции занимают адаптивных пиков на фитнес-ландшафте. Чтобы развиться к другому, более высокому пику, популяция сначала должна пройти через долину неадаптивных промежуточных стадий и может оказаться «в ловушке» на пике, который не адаптирован оптимально. ^[41]

Ссылки

1. Леруа, Арман Мари (2015). Лагуна: как Аристотель изобрел науку . Блумсбери. стр. 91–92, 273, 288. ISBN 978-1-4088-3622-4.
2. Десмонд 1989, стр. 31–32, сноска 18
3. Вольтер (1759 г.). Кандид . Крамер и др.
4. Трезвый 1993, гл. 2
5. Дарвин 1872, с. 397: «Рудиментарные, атрофированные и недоразвитые органы»
6. Боулер, Питер Дж. (1989) [1983]. Эволюция История идеи (пересмотренная ред.). Калифорнийский университет Press. п. 86. ISBN 978-0-520-06386-0.
7. См., например, обсуждение в Bowler 2003, стр. 86–95: «Какова бы ни была истинная природа теории Ламарка, именно его механизм адаптации привлек внимание более поздних натуралистов». (стр. 90)
8. Провайн 1986
9. Форд 1975
10. Орр, Х. Аллен (февраль 2005 г.). «Генетическая теория адаптации: краткая история». Обзоры природы Генетика . 6 (2): 119–127. дои: 10.1038/nrg1523. PMID 15716908. S2CID 17772950.
11. Хаксли 1942, с. 449
12. май 1982 г., с. 483: «Адаптация… больше не могла считаться статичным состоянием, продуктом творческого прошлого, а вместо этого стала непрерывным динамическим процессом».
13. Цена 1980
14. Дейнтит, Джон; Мартин, Элизабет А., ред. (2010) [Впервые опубликовано в 1984 году как Concise Science Dictionary ]. «приспособление». Научный словарь . Оксфордский справочник в мягкой обложке (6-е изд.). Издательство Оксфордского университета. п. 13. ISBN 978-0-19-956146-9. LCCN 2010287468. OCLC 444383696. Любое изменение в структуре или функционировании последующих поколений популяции, которое делает ее более приспособленной к окружающей среде.
15. Боулер 2003, с. 10
16. Паттерсон 1999, с. 1
17. Уильямс 1966, с. 5: «Эволюционная адаптация — явление чрезвычайной важности в биологии».
18. Май 1963
19. , май 1982 г. , стр. 562–566
20. Зальцбург, Вальтер; Мак, Таня; Верхейен, Эрик; Мейер, Аксель (21 февраля 2005 г.). «Из Танганьики: генезис, взрывное видообразование, ключевые инновации и филогеография гаплохромных цихлид». BMC Эволюционная биология . 5 (17): 17. doi:10.1186/1471-2148-5-17. PMC 554777. PMID 15723698.
21. Корнфилд, Ирв; Смит, Питер Ф. (ноябрь 2000 г.). «Африканские цихлиды: модельные системы для эволюционной биологии». Ежегодный обзор экологии и систематики . 31 : 163–196. doi:10.1146/annurev.ecolsys.31.1.163.
22. Стеббинс 1950, гл. 8 и 9
23. Маргулис и Фестер 1991
24. Hutchinson 1965. Ниша является центральным понятием эволюционной экологии; см. особенно часть II: «Ниша: абстрактно обитаемый гиперобъем». (стр. 26–78)
25. Добжанский 1968, стр. 1–34
26. Ван, Г. (2014). «Глава 5.6 — Адаптивность нулевого порядка». Анализ сложных заболеваний: математическая перспектива . Тейлор Фрэнсис. п. 69. ISBN 978-1-4665-7223-2.
27. Седжян, В.; Гоган, Дж.; Баумгард, Л.; Прасад, К., ред. (2015). Воздействие изменения климата на животноводство: адаптация и смягчение последствий . Спрингер. п. 515. ISBN 978-81-322-2265-1.
28. Добжанский 1970, стр. 4–6, 79–82
29. Добжанский Феодосий (март 1956 г.). «Генетика природных популяций. XXV. Генетические изменения в популяциях Drosophila pseudoobscura 9″0014 и Drosophila persimilis в некоторых местах Калифорнии». Evolution . 10 (1): 82–92.
30. Раймер, Тасмин; Пиллэй, Невилл; Шрадин, Карстен (2013). «Вымирание или выживание? Поведенческая гибкость в ответ на изменение окружающей среды у африканских полосатых мышей Rhabdomys». Устойчивое развитие . 5 (1): 163–186. дои: 10.3390/su5010163.
31. Гросс, Ричард (2012). Психология: наука о разуме и поведении (6-е изд.). Ходдер. п. 335. ISBN 978-1-4441-6436-7.
32. Прайс, Тревор Д.; Кварнстрём, Анна; Ирвин, Даррен Э. (июль 2003 г.). «Роль фенотипической пластичности в продвижении генетической эволюции». Труды Королевского общества B . 270 (1523): 1433–1440. doi: 10.1098/rspb.2003.2372. PMC 1691402. PMID 12965006.
33. Прайс, Тревор Д. (июнь 2006 г.). «Фенотипическая пластичность, половой отбор и эволюция цветовых узоров». Журнал экспериментальной биологии . 209 (12): 2368–2376. дои: 10.1242/jeb.02183. PMID 16731813.
34. Мейнард Смит 1993, с. 33
35. Мур, Лорна Г.; Регенштейнер, Джудит Г. (октябрь 1983 г.). «Адаптация к высокогорью». Ежегодный обзор антропологии . 12 : 285–304. doi:10.1146/annurev.an.12.100183.001441.
36. Эндлер 1986, стр. 33–51
37. Трезвый 1984, с. 210
38. Футуйма 1986, с. 552
39. Фишер 1930, с. 25
40. де Вильмерей, П.; Гаджиотти, О. Э.; Мутерде, М .; Тилль-Боттрауд, я (21 октября 2015 г.). «Обычные садовые эксперименты в геномную эпоху: новые перспективы и возможности». Наследственность . 116 (3): 249–254. doi: 10.1038 / hdy.2015.93. PMC 4806574. PMID 26486610.
41. Райт 1932, стр. 356–366

 

Авторы и ссылки

Изменено Дэном Ветцелем из Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptation

---

4.1: Что такое адаптация? распространяется под лицензией CC BY-NC-SA и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

2. Метки

   1. абсолютная пригодность
   2. акклиматизация
   3. приспособление
   4. адаптированность
   5. адаптивных пиков
   6. адаптивный признак
   7. Альфред Рассел Уоллес
   8. поведение
   9. поведенческая адаптация
   10. Чарльз Дарвин
   11. коадаптация
   12. совместно адаптированный
   13. коэволюция
   14. Дарвиновский фитнес
   15. Э.