Соответствие между организмами и средой их обитания

Перейти в оглавление раздела:Организмы и среды их обитания

Читать дополнительно: Окружающая среда обитания

*Жизненные формы организмов

*Закономерности системы "среда-организм"

*Организм, как среда жизни

Законы эволюции и разнообразие форм жизни

Изменения физических условий в пространстве и во времени, воздействуя на организмы, способствуют возникновению разнообразных форм жизни.

Не следует думать, однако, что изменения облика и жизненных функций организма непосредственно следуют за изменениями внешних обстоятельств. Подлинная природа соответствия между организмом и средой сложнее: ее объяснение можно дать лишь на основе законов эволюции, которые были сформулированы Ч. Дарвином в 1859 г.

Наиболее важными положениями теории Дарвина являются следующие:

Организмы изменчивы. Невозможно найти двух полностью тождественных кроликов, волков, ящериц или иных, принадлежащих к одному виду, животных либо растений.

Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.

Теоретически при благоприятных условиях любые организмы могут размножиться настолько, что в состоянии заполнить Землю, однако такого не случается, так как многие особи погибают, не успев произвести потомство.

Те организмы, которые располагают полезными свойствами, имеют большую вероятность выжить по сравнению с другими. Выжившие передают эти свойства своему потомству. Следовательно, эти свойства закрепляются в череде последующих поколений.

Условия среды могут оказаться более благоприятными для одного организма, располагающего "подходящим" набором наследуемых свойств, и менее благоприятными для другого, имеющего иные свойства. В первом случае индивидуум выживает и оставляет больше потомков, во втором не выживает или оставляет меньшее число потомков. Поскольку одни индивидуумы оставляют больше потомков, чем другие, наследственные свойства всей совокупности особей меняются в ряду поколений. В этом случае говорят, что имеет место эволюция путем естественного отбора.

В некотором смысле организмы являют собой живые следствия собственного прошлого. Разнообразие организмов отражает различия условий, в которых проходили жизнь и развитие каждого вида животных и растений.

Некоторые организмы являются широко распространенными и встречаются в различных местообитаниях, другие же характеризуются узким географическим распространением. Можно с уверенностью сказать, что первые менее требовательны к условиям окружающей среды и могут существовать в более широких границах изменения внешних факторов (температуры, влажности, освещенности). Они менее специализированы в отношении потребляемой пищи и прочих ресурсов и обладают большей толерантностью.

Ритмы жизни

Важная роль в поддержании соответствия между организмами и средой принадлежит не только морфологическим, но и физиологическим изменениям, а также поведенческим реакциям. Со временем любые экологические условия изменяются. Эти изменения могут иметь различный характер: быть циклическими, то есть повторяющимися через более или менее равные промежутки времени; направленными, то есть изменяющимися лишь в определенную сторону; хаотическими, то есть неопределенными, плохо предсказуемыми. Ни строение организма, ни его поведение не могут соответствовать внешним условиям, не изменяясь вместе с ними.

Смена времен года является периодически повторяющимся, или циклическим, изменением, так же, как и поочередное наступление темного и светлого времени суток, прилива и отлива.

Многократное воздействие циклических изменений привело к возникновению характерных физиологических ритмов, которые также стали циклическими. Таковы, например, диапауза (состояние физиологического покоя) насекомых, ежегодное сбрасывание листвы листопадными деревьями, приливно-отливный ритм перемещения животных, обитающих в зоне прилива (например, крабов), сезонный цикл изменения густоты меха у млекопитающих.

Способность организмов к циклическим изменениям (образа жизни, скорости физиологических процессов, некоторых свойств внешнего и внутреннего строения) также представляет собой эволюционный, возникший в процессе естественного отбора признак. Живые существа, конечно, не способны к предвидению будущих изменений. Их образ жизни представляет собой лишь отражение истории жизни многих предшествующих поколений, в ходе которой произошло закрепление таких свойств организмов, которые наилучшим образом отвечают условиям их существования.

Способ переживания организмом циклических изменений в окружающей среде зависит от продолжительности его жизни. Жизнь одноклеточных водорослей, подобных хлорелле, может продолжаться всего лишь одни сутки. Жизнь дуба, слона, кита или человека вмещает многократную смену времен года, а с ними ? голодовок или, наоборот, изобилия пищи, суровых испытаний или полного благополучия. Короткая продолжительность жизни способствует высокой специализации организмов, то есть их приспособленности к строго определенным условиям. Так, некоторые насекомые вылетают из куколок лишь после появления на растениях, являющихся их кормильцами, листьев или цветков (например, всем известный майский жук).

Птицы, млекопитающие и рыбы многих видов сохраняют активность в течение всего года. Они менее специализированы и обладают рядом свойств, позволяющих им справляться с трудностями, возникающими при сезонных или иных изменениях условий жизни.

Разные организмы, конечно, по-разному реагируют на сезонные изменения климата. Мелкие млекопитающие, например, полевки и лесные мыши, зимуют, впадая в спячку или прячась в укромных местах. Другие поступают иначе: на изменение условий существования они отвечают изменением степени теплоизоляции тела. У животных, обитающих в условиях суровой зимы, и наступлению холодов мех густеет, увеличивается его длина. В ряде случаев меняется и окраска, например, у зайца-беляка