Au cours du processus d'évolution, les organismes ont développé diverses adaptations à leur environnement - adaptation. Les adaptations se manifestent à différents niveaux d'organisation de la matière vivante : du moléculaire au biocénotique. La capacité d'adaptation est l'une des principales propriétés de la matière vivante, garantissant la possibilité de son existence. Les adaptations se développent sous l'influence de trois facteurs principaux : l'hérédité, la variabilité et la sélection naturelle (ainsi qu'artificielle).

Il existe trois principales façons dont les organismes s'adaptent aux conditions environnementales : chemin actif, voie passive et évitement des influences néfastes.

Chemin actif - renforcement de la résistance, développement de processus de régulation permettant d'assurer toutes les fonctions vitales de l'organisme, malgré les écarts factoriels par rapport à l'optimum. Par exemple, maintenir une température corporelle constante chez les animaux à sang chaud (oiseaux et mammifères), optimale pour l'apparition de processus biochimiques dans les cellules.

Voie passive - la subordination des fonctions vitales de l'organisme aux modifications des facteurs environnementaux. Par exemple, le passage dans des conditions environnementales défavorables à un état d'anabiose (vie cachée), lorsque le métabolisme de l'organisme s'arrête presque complètement (dormance hivernale des plantes, conservation des graines et des spores dans le sol, torpeur des insectes, hibernation des vertébrés , etc.).

Évitement des effets indésirables - le développement par l'organisme de tels cycles de vie et comportements qui permettent d'éviter les effets indésirables. Par exemple, les migrations saisonnières d'animaux.

Habituellement, l'adaptation d'une espèce à son environnement s'effectue par l'une ou l'autre combinaison des trois voies d'adaptation possibles.

Les adaptations peuvent être divisées en trois types : morphologiques, physiologiques et éthologiques.

Adaptations morphologiques accompagné d'un changement dans la structure de l'organisme (par exemple, modification de la feuille chez les plantes du désert). Les adaptations morphologiques chez les plantes et les animaux conduisent à la formation de certaines formes de vie (voir section « Formes de vie des organismes »).

Adaptations physiologiques - des changements dans la physiologie des organismes (par exemple, la capacité d'un chameau à hydrater le corps en oxydant les réserves de graisse).

Adaptations éthologiques - des changements de comportement (par exemple, migrations saisonnières de mammifères et d'oiseaux, hibernation dans période hivernale). Les adaptations éthologiques sont caractéristiques des animaux.

Les organismes vivants sont bien adaptés aux facteurs périodiques. Des facteurs non périodiques peuvent provoquer des maladies, voire la mort d'un organisme vivant. L'homme exploite cela en utilisant des pesticides, des antibiotiques et d'autres facteurs non périodiques. Cependant, une exposition prolongée à ces substances peut également entraîner une adaptation.

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Toutes les adaptations sont divisées en adaptations d'hébergement et adaptations évolutives. L'accommodation est un processus réversible. Ils surviennent lorsque les conditions environnementales changent soudainement. Par exemple, lors d'un déménagement, les animaux se retrouvent dans un nouvel environnement, mais s'y habituent progressivement. Par exemple, une personne qui a déménagé de la zone médiane vers les tropiques ou le Grand Nord éprouve un inconfort pendant un certain temps, mais s'habitue avec le temps aux nouvelles conditions. L'adaptation évolutive est irréversible et les changements qui en résultent sont génétiquement fixés. Cela inclut tous les appareils concernés par sélection naturelle. Par exemple, une coloration protectrice ou une course rapide.

Les adaptations sont également divisées en organismes et espèces. Les adaptations de l'organisme, à leur tour, sont divisées en morphologiques, physiologiques, biochimiques et éthologiques.

Les adaptations morphologiques se manifestent par des avantages structurels, une coloration protectrice, une coloration d'avertissement, un mimétisme, un camouflage et un comportement adaptatif.

Les avantages de la structure sont les proportions optimales du corps, l'emplacement et la densité des poils ou des plumes, etc.

Chez les animaux qui mènent une vie secrète et cachée, des adaptations qui leur donnent une ressemblance avec des objets de l'environnement sont utiles. La forme bizarre du corps des poissons qui vivent dans les fourrés d'algues (hippocampe chiffonnier, poisson clown, syngnathe, etc.) les aide à se cacher avec succès des ennemis. La similitude avec les objets de leur environnement est répandue parmi les insectes. Les coléoptères sont connus pour leur apparence ressemblant à des lichens, des cigales, semblables aux épines des buissons parmi lesquels elles vivent. Les phasmes ressemblent à une petite brindille brune ou verte, et les orthoptères imitent une feuille. Les poissons qui vivent au fond (par exemple, la plie) ont un corps plat.

La coloration protectrice vous permet d'être invisible parmi le fond environnant. Grâce à la coloration protectrice, l’organisme devient difficile à distinguer et donc protégé des prédateurs. Les œufs d’oiseaux pondus sur le sable ou sur le sol sont gris et bruns avec des taches semblables à la couleur du sol environnant. Dans les cas où les œufs sont inaccessibles aux prédateurs, ils sont généralement incolores. Les chenilles des papillons sont souvent vertes, couleur des feuilles, ou foncées, couleur de l'écorce ou de la terre. Les poissons de fond sont généralement colorés pour correspondre à la couleur du fond sableux (raies et plie). De plus, les plies ont également la capacité de changer de couleur en fonction de la couleur du fond environnant. La capacité de changer de couleur en redistribuant le pigment dans le tégument du corps est également connue chez les animaux terrestres (caméléon). En règle générale, les animaux du désert ont une couleur jaune-brun ou jaune sable. Une couleur protectrice monochromatique est caractéristique aussi bien des insectes (criquets) et des petits lézards, que des grands ongulés (antilope) et des prédateurs (lion).

Si le fond de l’environnement ne reste pas constant selon les saisons de l’année, de nombreux animaux changent de couleur. Par exemple, les habitants des latitudes moyennes et élevées (renard arctique, lièvre, hermine, perdrix blanche) sont blancs en hiver, ce qui les rend invisibles dans la neige.

Option coloriage condescendant– coloration démembrante sous forme de rayures et de taches alternées claires et foncées sur le corps. Les zèbres et le tigre sont difficiles à voir même à une distance de 40 à 50 mètres en raison de la coïncidence des rayures sur le corps avec l'alternance de lumière et d'ombre dans les environs. La coloration démembrée perturbe les idées sur les contours du corps.

La coloration d'avertissement (menaçante) avertit un ennemi potentiel de la présence mécanismes de défense(présence de substances toxiques ou d'organes de protection spéciaux). La coloration d'avertissement distingue les animaux et insectes venimeux et piqueurs (serpents, guêpes, bourdons) de l'environnement par des taches ou des rayures lumineuses.

L'efficacité de la coloration d'avertissement a donné lieu à un phénomène très intéressant : l'imitation (mimétisme). Le mimétisme est la similitude de couleur et de forme du corps d'animaux sûrs avec des animaux venimeux et dangereux. Certaines espèces de mouches qui ne possèdent pas de piqûre s'apparentent aux bourdons et aux guêpes piqueurs, Pas serpents venimeux- sur les venimeux. Dans tous les cas, la similitude est purement externe et vise à former une certaine impression visuelle parmi les ennemis potentiels. Il existe désormais deux principaux types de mimétisme connus : le mimétisme batésien et le mimétisme müllérien.

Dans le mimétisme batesien, le modèle est bien protégé et a généralement des couleurs vives et avertissantes. Avec le mimétisme müllérien, deux ou plusieurs espèces non comestibles se révèlent similaires : en raison de leur similitude, le prédateur est plus susceptible de se sevrer de la saisie de tels animaux. Le premier type de mimétisme peut être comparé à une petite entreprise imitant la publicité d'un certain grande entreprise. Le deuxième type est comparable à plusieurs entreprises qui utilisent la publicité générale pour économiser de l'argent. Un exemple du mimétisme de Bates : souvent cachées sous l'apparence de guêpes se trouvent des mouches sans défense dont la forme du corps et la coloration jaune-noir imitent les guêpes (mouche syrphe et mouche à grosse tête). Un exemple de mimétisme müllérien : certaines espèces de papillons blancs du chou ressemblent aux héliconides sud-américains non comestibles.

Le mimétisme est le résultat de mutations homologues (identiques) dans différents types, qui aident les animaux non protégés à survivre. Pour les espèces imitatrices, il est important que leur nombre soit petit par rapport au modèle qu'elles imitent, sinon les ennemis ne développeront pas un réflexe négatif stable face à la coloration d'avertissement. Le faible nombre d’espèces mimantes est soutenu par une concentration élevée de gènes mortels dans le pool génétique. Lorsqu'ils sont homozygotes, ces gènes provoquent des mutations mortelles, entraînant pourcentage élevé les individus ne survivent pas jusqu'à la maturité sexuelle.

En plus de la coloration protectrice, d'autres moyens de protection sont observés chez les animaux et les plantes. Les plantes développent souvent des aiguilles et des épines qui les protègent des herbivores (cactus, cynorrhodons, aubépine, argousier, etc.). Le même rôle est joué par les substances toxiques qui brûlent les poils, par exemple les orties. Les cristaux d'oxalate de calcium, qui s'accumulent dans les épines de certaines plantes, les protègent des chenilles, des escargots et même des rongeurs. Les formations en forme de couverture chitineuse dure chez les arthropodes (coléoptères, crabes), les coquilles chez les mollusques, les écailles chez les crocodiles, les coquilles chez les tatous et les tortues les protègent bien de nombreux ennemis. Les piquants des hérissons et des porcs-épics ont le même objectif. Toutes ces adaptations ne pourraient apparaître que par suite de la sélection naturelle, c'est-à-dire survie préférentielle des individus mieux protégés.

Le camouflage est un dispositif dans lequel la forme et la couleur du corps des animaux se confondent avec les objets environnants. Par exemple, dans forêts tropicales de nombreux serpents sont indiscernables parmi les vignes, l'hippocampe hirsute ressemble à des algues, les insectes sur l'écorce des arbres ressemblent à des lichens (coléoptères, longicornes, araignées, papillons). Parfois, l'adaptation à la couleur et au motif du substrat peut s'effectuer par un changement physiologique de la couleur du corps (seiches, raies pastenagues, plies, rainettes) ou par un changement de couleur lors de la mue suivante (sauterelles).

L’effet protecteur de la coloration protectrice ou de la forme du corps augmente lorsqu’il est associé à un comportement approprié. Le comportement adaptatif est l'adoption de certaines poses de repos (les chenilles de certains insectes à l'état immobile ressemblent beaucoup à un nœud d'arbre ; le papillon callima aux ailes repliées ressemble étonnamment à une feuille sèche d'arbre), ou, à l'inverse, un comportement démonstratif qui fait fuir les prédateurs. En plus du comportement de dissimulation ou de démonstration et d’effarouchement à l’approche d’un ennemi, il existe de nombreuses autres options de comportement adaptatif qui assurent la survie des adultes ou des juvéniles. Cela inclut le stockage de la nourriture pour la saison défavorable de l’année. Cela est particulièrement vrai pour les rongeurs. Par exemple, le campagnol des racines, commun dans la zone de la taïga, collecte des grains de céréales, de l'herbe sèche et des racines - jusqu'à 10 kilogrammes au total. Les rongeurs fouisseurs (rats-taupes, etc.) accumulent des morceaux de racines de chêne, de glands, de pommes de terre, de pois des steppes - jusqu'à 14 kilogrammes. La grande gerbille, vivant dans les déserts d'Asie centrale, coupe l'herbe au début de l'été et la traîne dans des trous ou la laisse à la surface sous forme de tas. Cet aliment est utilisé dans la seconde moitié de l'été, en automne et en hiver. Le castor de rivière ramasse des boutures d'arbres, de branches, etc., qu'il dépose dans l'eau à proximité de son habitat. Ces entrepôts peuvent atteindre un volume de 20 mètres cubes. Les animaux prédateurs stockent également de la nourriture. Le vison et certains furets stockent des grenouilles, des serpents, des petits animaux, etc. Un exemple de comportement adaptatif est la période de plus grande activité. Dans les déserts, de nombreux animaux partent chasser la nuit, lorsque la chaleur s'apaise.

Adaptations physiologiques - l'acquisition de caractéristiques métaboliques spécifiques dans conditions différentes environnement. Ils apportent des bénéfices fonctionnels à l’organisme. Ils sont classiquement divisés en statiques (paramètres physiologiques constants - température, équilibre eau-sel, concentration en sucre, etc.) et dynamiques (adaptation aux fluctuations de l'action d'un facteur - changements de température, d'humidité, de lumière, champ magnétique etc.).

La forme et la couleur appropriées du corps, un comportement approprié ne garantissent le succès dans la lutte pour l'existence que lorsque ces caractéristiques sont combinées avec l'adaptabilité des processus vitaux aux conditions de vie, c'est-à-dire avec adaptation physiologique. Sans une telle adaptation, il est impossible de maintenir un métabolisme stable dans le corps dans des conditions environnementales en constante fluctuation. Donnons quelques exemples.

Les plantes vivant dans les zones semi-désertiques et désertiques possèdent des adaptations nombreuses et variées. Cela inclut une racine qui s'enfonce dans la terre à des dizaines de mètres de profondeur, extrayant de l'eau, ainsi qu'une forte diminution de l'évaporation de l'eau en raison de la structure particulière de la cuticule des feuilles et la perte totale des feuilles. Chez les cactus, cette transformation est particulièrement surprenante : la transformation de la tige non seulement en un organe qui remplit des fonctions de support et de conduction, mais aussi en une structure qui stocke l'eau et assure la photosynthèse. Les gros spécimens de cactus accumulent jusqu'à 2 000 litres d'eau. Sa consommation est lente, car la sève cellulaire contient également, outre des acides organiques et des sucres, des substances muqueuses qui ont des propriétés de rétention d'eau. Même après trois mois de sécheresse, les tiges de figue de Barbarie contenaient près de 81 % d’eau. L'évaporation de l'eau est considérablement réduite grâce à la structure nervurée des tiges de cactus, qui répartit uniformément la lumière et l'ombre. Ceci est également facilité par l'épaississement des parois de l'épiderme, généralement recouvertes d'une couche de cire, la présence de nombreuses épines et poils, et bien plus encore.

Chez les amphibiens terrestres grand nombre l'eau est perdue par la peau. Cependant, beaucoup de leurs espèces pénètrent même dans les déserts et semi-déserts. La survie des amphibiens dans des conditions de manque d'humidité dans ces habitats est assurée par un certain nombre d'adaptations. La nature de leur activité change : elle coïncide avec des périodes humidité élevée. Dans la zone tempérée, les crapauds et les grenouilles sont actifs la nuit et après les pluies. Dans les déserts, les grenouilles ne chassent que la nuit, lorsque l'humidité se condense sur le sol et la végétation, et pendant la journée elles se cachent dans les terriers des rongeurs. Chez les espèces d'amphibiens du désert qui se reproduisent dans des réservoirs temporaires, les larves se développent très rapidement et se métamorphosent en peu de temps.

Les oiseaux et les mammifères ont développé divers mécanismes d'adaptation physiologique à des conditions défavorables. De nombreux animaux du désert accumulent beaucoup de graisse avant le début de la saison sèche : lorsqu'elle s'oxyde, une grande quantité d'eau se forme. Les oiseaux et les mammifères sont capables de réguler la perte d'eau à la surface voies respiratoires. Par exemple, un chameau, lorsqu'il est privé d'eau, réduit considérablement l'évaporation à la fois par les voies respiratoires et par les glandes sudoripares.

Le métabolisme du sel d'une personne est mal régulé et elle ne peut donc pas se passer d'eau douce pendant longtemps. Mais les reptiles et les oiseaux, qui passent la majeure partie de leur vie dans la mer et boivent eau de mer, ont acquis des glandes spéciales qui leur permettent de se débarrasser rapidement des excès de sels.

Les adaptations qui se développent chez les animaux plongeurs sont très intéressantes. Beaucoup d’entre eux peuvent survivre relativement longtemps sans accès à l’oxygène. Par exemple, les phoques plongent à une profondeur de 100 à 200 et même 600 mètres et restent sous l'eau pendant 40 à 60 minutes. Qu’est-ce qui permet aux pinnipèdes de plonger pendant si longtemps ? Il s'agit avant tout d'une grande quantité d'un pigment spécial présent dans les muscles - la myoglobine. La myoglobine est capable de lier 10 fois plus d'oxygène que l'hémoglobine. De plus, dans l'eau, un certain nombre d'appareils assurent une consommation d'oxygène beaucoup plus économique que lors de la respiration en surface.

Grâce à la sélection naturelle, des adaptations apparaissent et s'améliorent qui facilitent la recherche de nourriture ou d'un partenaire pour la reproduction. Les organes sensoriels chimiques des insectes sont étonnamment sensibles. Les spongieuses mâles sont attirées par l'odeur de la glande odorante d'une femelle à une distance de 3 kilomètres. Chez certains papillons, la sensibilité des récepteurs gustatifs est 1000 fois supérieure à la sensibilité des récepteurs de la langue humaine. Les prédateurs nocturnes tels que les hiboux ont une excellente vision dans des conditions de faible luminosité. Certains serpents ont des capacités de thermolocalisation bien développées. Ils distinguent les objets éloignés si leur différence de température n'est que de 0,2 °C. De nombreux animaux sont parfaitement orientés dans l'espace grâce à l'écholocation ( chauves-souris, hiboux, dauphins).

Les adaptations biochimiques assurent le déroulement optimal des réactions biochimiques dans la cellule, par exemple l'ordonnancement de la catalyse enzymatique, la liaison spécifique des gaz par les pigments respiratoires, la synthèse des substances nécessaires dans certaines conditions, etc.

Les adaptations éthologiques représentent l'ensemble des réponses comportementales visant la survie des individus et donc de l'espèce dans son ensemble. Ces réactions sont :

Comportement lors de la recherche de nourriture et d'un partenaire sexuel,

Appairage,

Nourrir la progéniture

Éviter le danger et protéger la vie en cas de menace,

Agressions et postures menaçantes,

La gentillesse et bien d'autres.

Certaines réactions comportementales sont héritées (instincts), d’autres sont acquises tout au long de la vie (réflexes conditionnés). Dans différents organismes, le rapport entre le comportement réflexe instinctif et conditionné n'est pas le même. Par exemple, chez les invertébrés et les cordés inférieurs, le comportement instinctif prédomine, et chez mammifères supérieurs(primates, carnivores) - réflexe conditionné. Niveau le plus élevé adaptabilité comportementale, basée sur les mécanismes de activité nerveuse, disponible chez l'homme.

Les adaptations qui protègent la progéniture des ennemis sont particulièrement importantes.

Prendre soin de sa progéniture peut se manifester sous différentes formes. De nombreux poissons gardent les œufs pondus entre les pierres, chassant activement et mordant les ennemis potentiels qui s'approchent. Les gobies d'Azov et de la Caspienne pondent leurs œufs dans des trous creusés dans le fond et les gardent ensuite tout au long de leur développement. L'épinoche mâle construit un nid avec une sortie et une entrée. Certains poissons-chats américains collent leurs œufs sur leur ventre et les portent dessus tout au long de leur développement. De nombreux poissons éclosent dans leur bouche ou même dans leur estomac. Pendant ce temps, le parent ne mange rien. Les alevins éclos restent près de la femelle (ou du mâle, selon l'espèce) pendant un certain temps et, en cas de danger, se cachent dans la bouche du parent. Il existe des espèces de grenouilles dont les œufs se développent dans une poche à couvain spéciale située sur le dos ou dans les sacs vocaux du mâle.

La plus grande sécurité de la progéniture est évidemment obtenue dans les cas où les embryons se développent dans le corps de la mère. Dans ces cas, la fécondité diminue, mais cela est compensé par une augmentation du taux de survie des jeunes.

Chez les arthropodes et les vertébrés inférieurs, les larves qui en résultent mènent une vie indépendante et ne dépendent pas de leurs parents. Mais dans certains cas, les soins parentaux envers leur progéniture se manifestent sous la forme de leur fournir de la nourriture. Le célèbre naturaliste français J.A. Fabre fut le premier à décrire ce comportement chez les guêpes solitaires. Les guêpes attaquent les coléoptères, les araignées, les grillons, les mantes religieuses et les chenilles de divers papillons, les immobilisent en plongeant leur dard directement dans les nœuds nerveux et y pondent des œufs. Les larves de guêpes en train d'éclore reçoivent de la nourriture : elles se nourrissent des tissus d'une victime vivante, grandissent puis se nymphosent.

Les exemples décrits de soins prodigués à la progéniture chez les arthropodes et les vertébrés inférieurs se produisent chez un très petit nombre d'espèces. Dans la plupart des cas, les œufs fécondés sont abandonnés à leur sort. Ceci explique la très grande fertilité des invertébrés et des vertébrés inférieurs. Un grand nombre de descendants dans des conditions d'extermination élevée des juvéniles sert de moyen de lutte pour l'existence de l'espèce.

Des formes de soins à la progéniture beaucoup plus complexes et diversifiées sont observées chez les vertébrés supérieurs. Des instincts complexes et la capacité d'apprendre individuellement leur permettent d'élever leur progéniture avec beaucoup plus de succès. Ainsi, les oiseaux pondent des œufs fécondés dans des structures spéciales - des nids, et pas seulement dans l'environnement extérieur, comme le font toutes les espèces des classes inférieures. Les œufs se développent sous l'influence de la chaleur que leur communique le corps des parents, et ne dépendent pas des accidents du temps. Les parents protègent le nid des ennemis d'une manière ou d'une autre. Les poussins éclos ne sont pas laissés à eux-mêmes, mais longue durée les nourrir et les protéger. Tout cela augmente considérablement l’efficacité de la reproduction chez les oiseaux.

Les formes de comportement chez les mammifères atteignent le plus haut degré de développement. Cela se manifeste également par rapport aux petits. Les animaux nourrissent non seulement leur progéniture, mais leur apprennent également à attraper des proies. Même Charles Darwin a noté que les animaux prédateurs apprennent à leurs petits à éviter les dangers, y compris les chasseurs.

Ainsi, les individus dotés de formes plus avancées de soins à leur progéniture survivent en plus grand nombre et transmettent ces traits par héritage.

Les adaptations d'espèces sont découvertes lors de l'analyse d'un groupe d'individus d'une même espèce ; elles sont très diverses dans leur manifestation. Les principaux sont les diverses congruences, le niveau de mutabilité, le polymorphisme intraspécifique, le niveau d'abondance et la densité optimale de population.

Les congruences représentent toutes les caractéristiques morphophysiologiques et comportementales qui contribuent à l'existence d'une espèce en tant que système intégral. Les congruences reproductives assurent la reproduction. Certains d'entre eux sont directement liés à la reproduction (correspondance des organes génitaux, adaptations à l'alimentation, etc.), tandis que d'autres ne sont qu'indirects (signes de signalisation divers : visuel - tenue d'accouplement, comportement rituel ; sonore - chant d'oiseau, rugissement d'un cerf mâle pendant le rut et autres ; chimiques - divers attractifs, par exemple, phéromones d'insectes, sécrétions d'artiodactyles, de chats, de chiens, etc.).

Les congruences incluent toutes les formes de coopération intraspécifique – constitutionnelle, trophique et reproductive. La coopération constitutionnelle s'exprime dans les actions coordonnées d'organismes dans des conditions défavorables, qui augmentent les chances de survie. En hiver, les abeilles se rassemblent en boule et la chaleur qu'elles génèrent est consacrée au réchauffement des articulations. Dans ce cas, la température la plus élevée sera au centre du ballon et les individus de la périphérie (là où il fait plus froid) s'y efforceront constamment. De cette façon, les insectes se déplacent constamment et, grâce à des efforts conjoints, ils survivent à l’hiver en toute sécurité. Les manchots se regroupent également en groupe rapproché pendant l’incubation, les moutons par temps froid, etc.

La coopération trophique consiste en l'union d'organismes dans le but d'obtenir de la nourriture. Une activité conjointe dans cette direction rend le processus plus productif. Par exemple, une meute de loups chasse beaucoup plus efficacement qu’un individu. Dans le même temps, chez de nombreuses espèces, il existe une division des responsabilités - certains individus séparent la victime choisie du troupeau principal et la conduisent dans une embuscade, où se cachent leurs proches, etc. Chez les plantes, une telle coopération s'exprime dans l'ombrage commun de le sol, ce qui aide à retenir l’humidité.

La coopération reproductive augmente le succès reproducteur et favorise la survie de la progéniture. Chez de nombreux oiseaux, les individus se rassemblent sur les terrains de fuite et, dans de telles conditions, la recherche d'un partenaire potentiel est plus facile. La même chose se produit dans les frayères, les colonies de pinnipèdes, etc. La probabilité de pollinisation des plantes augmente lorsqu'elles poussent en groupe et que la distance entre les individus est petite.

Mutabilité - représente la fréquence des mutations par unité de temps (nombre de générations) et par gène. Chaque espèce a sa propre fréquence, déterminée par le niveau de stabilité du matériel génétique et la résistance aux mutagènes. Les mutations rendent les populations hétéromorphes et fournissent du matériel de sélection. Une mutabilité excessive ou insuffisante est dangereuse pour l'espèce. Dans le premier cas, l’intégrité de l’espèce est menacée et dans le second, la sélection est impossible.

Le polymorphisme intraspécifique détermine la combinaison unique d'allèles chez différents individus. La cause du polymorphisme est la reproduction sexuée, qui assure une variabilité combinatoire, et des mutations qui modifient le substrat de l'hérédité. Le maintien du polymorphisme intraspécifique assure la stabilité de l'espèce et garantit son existence dans diverses conditions environnementales.

Le niveau de population détermine les valeurs extrêmes du nombre d'individus d'une espèce. Une diminution des effectifs en dessous d’un seuil entraîne la mort de l’espèce. Cela est dû à l'impossibilité de rencontrer des partenaires, à la perturbation de l'adaptation intraspécifique, etc. Grossissement excessif la population est également préjudiciable, car elle mine l'approvisionnement alimentaire, contribue à l'accumulation d'individus malades et affaiblis dans la population, et dans certains cas, cela conduit au développement du stress.

La densité de population optimale montre les spécificités de la coexistence des individus pour chaque espèce. De nombreux organismes préfèrent un mode de vie solitaire et se rencontrent uniquement pour s'accoupler. C'est ainsi que se comportent, par exemple, les tigres, les léopards, les éléphants mâles, etc. D'autres ont un fort instinct de collectivité, ils ont donc besoin d'un grand nombre. Par exemple, les groupes les plus nombreux parmi les vertébrés étaient constitués de pigeons voyageurs américains, dont les troupeaux comptaient des milliards (!) d'individus. Après que leur nombre ait été réduit par l’homme, les tourtes voyageuses ont cessé de se reproduire et l’espèce a disparu.

Opportunité relative des appareils (adaptations)

La présence de diverses adaptations aux conditions de vie, souvent extrêmes, est la base qui permet aux espèces d'occuper les habitats les plus difficiles d'accès et les plus inattendus. La vie est partout, depuis le Haut-Arctique où vivent les ours polaires jusqu'aux boucles de refroidissement réacteurs nucléaires où vivent certains types de micro-organismes ; des sommets des montagnes où se trouvent les lichens, jusqu'aux profondeurs de l'océan où vivent les poissons et autres animaux. Chaque organisme possède de nombreuses adaptations différentes, mais représente néanmoins un tout. Par conséquent, les représentants de toute espèce coordonnent et interagissent pour s'adapter afin que la condition physique des organismes soit maximale.

Aucune adaptation n’est absolument parfaite. Certains d'entre eux atteignent leur limite, par exemple, l'œil humain est capable de percevoir des photons individuels (si toutes les conditions sont réunies, vous pouvez voir la flamme d'une bougie à une distance de deux km !), mais dans la vie ordinaire, cette possibilité ne peut pas être réalisée. , puisque la poussière atmosphérique et d'autres sources de lumière interfèrent , et qu'une personne n'en a pas besoin. Par conséquent, de telles adaptations (on les appelle absolues) ne sont pas pleinement utilisées. Cependant, la plupart des adaptations n’atteignent pas leur objectif valeur limite(adaptations relatives).

Les adaptations ne sont pas universelles - chacune d'elles ne facilite l'exécution que d'une certaine fonction. Par exemple, les longues ailes du martinet, qui lui permettent de voler rapidement, rendent difficile son décollage depuis une surface plane. Il existe des oiseaux qui mangent des guêpes et des abeilles, ainsi que des mouches qui les imitent. La croissance constante des incisives chez les rongeurs permet de ronger des objets très durs, mais si elles ne sont pas broyées, elles grandissent de telle sorte que l'animal ne peut pas fermer la gueule. Par conséquent, tout trait adaptatif s’avère approprié uniquement dans un certain environnement. Avec un changement radical des conditions de vie, des traits trop développés peuvent s'avérer inappropriés et nuire à l'organisme. Par conséquent, après des catastrophes environnementales mondiales, des espèces hautement spécialisées meurent de préférence (par exemple, les dinosaures du Crétacé). ère paléozoïque). La même chose se produit sous l'influence négative de facteurs biotiques, par exemple, un cerf de tourbe géant a été complètement détruit par des prédateurs à cause de ses énormes bois, ce qui le rendait inactif.

Il ne faut pas oublier que toutes les adaptations, aussi parfaites soient-elles, sont relatives. Le fait est que la sélection naturelle est le résultat d’une expérience et d’une reproduction plus efficace en un lieu et à un moment donnés. Cela signifie que la sélection naturelle est spécifique, c'est-à-dire qu'elle assure le développement d'adaptations aux conditions environnementales existantes, et non à toutes les conditions environnementales possibles. Il est clair que le développement de la capacité de voler ne se combine pas très bien avec la capacité de courir vite. Par conséquent, les oiseaux avec meilleures capacitésà la fuite, mauvais coureurs. Au contraire, les autruches, incapables de voler, courent parfaitement. L'adaptation à certaines conditions peut s'avérer inutile, voire nuisible, lorsque de nouvelles conditions apparaissent. Cependant, les conditions de vie changent constamment et parfois de manière très radicale. Dans ces cas, les adaptations précédemment accumulées peuvent rendre difficile la formation de nouvelles, ce qui peut conduire à l'extinction de grands groupes d'organismes, comme cela s'est produit il y a plus de 60 à 70 millions d'années avec les dinosaures autrefois très nombreux et diversifiés.

Tout en admirant l'adaptation des espèces aux conditions de vie, nous arrivons souvent à la conclusion erronée que chaque caractéristique de la structure et du fonctionnement d'un organisme a une signification adaptative significative. En réalité, ce n'est pas le cas. L'une des raisons en est l'intégrité de l'organisme et l'action pléiotrope des gènes. Laissez les organismes dotés d'un système enzymatique assurant la détoxification des substances toxiques présentes dans l'environnement bénéficier d'un avantage dans ces conditions en les transformant en pigment insoluble. L'adaptabilité des organismes aux conditions environnementales augmentera, mais le changement de couleur n'y sera peut-être pour rien. Bien que dans d'autres conditions, comme le montre l'exemple du mélanisme industriel, la couleur des papillons a importance fondamentale pour la survie de l'espèce.

Prenons un autre exemple : les rhinocéros d’Asie du Sud-Est ont une corne, tandis que leurs parents africains en ont deux. Il n’y a aucune raison de penser que cette différence morphologique chez les rhinocéros soit d’une importance fondamentale pour l’adaptation des uns en Asie et des autres en Afrique. Il s’agit très probablement d’un « sous-produit » de la sélection naturelle de deux systèmes génétiques initialement différents. La question se pose : cela signifie-t-il qu'au cours de l'évolution ultérieure, il est facile pour une espèce de « se séparer » d'un trait qui n'a aucune signification adaptative directe ? Curieusement, cela semble difficile à réaliser. Nous pouvons utiliser une analogie. La couleur d’une brique à la base a-t-elle une grande importance pour un bâtiment ? Apparemment non, mais retirer une telle brique n’est pas facile. Passons à l'expérience avec la drosophile - sur plusieurs générations, une sélection a été effectuée pour modifier le nombre de soies sur la surface ventrale des quatrième et cinquième segments. Dans la lignée originale, le nombre de poils était en moyenne de 36. Les tentatives visant à sélectionner des mouches avec moins de poils ont échoué - ces individus sont morts ou se sont révélés stériles. La sélection pour augmenter le nombre de poils s'est avérée plus efficace - en 20 générations, il a été possible d'augmenter le nombre de poils à 56, cependant, à la suite d'une telle sélection, la stérilité a commencé à se manifester fortement et après la fin de la sélection, le nombre de poils en 1 à 2 générations est devenu presque égal à l'original - 39. L'une des conclusions importantes à faire est qu'il existe de nombreux traits qui n'ont pas beaucoup de signification adaptative, leur apparence est en grande partie aléatoire, mais ils le sont ; étroitement liés en un seul système du phénotype de l'organisme.

Pour résumer, il convient de souligner que la formation de l'adaptation est un résultat complexe de l'interaction de facteurs processus évolutif, où le rôle directeur est joué par la sélection naturelle, qui relie les exigences de l'environnement à la structure du génotype et du phénotype des organismes.

Adaptation aux facteurs environnementaux

Selon la théorie de Charles Darwin, les organismes sont changeants. Il est impossible de trouver deux individus absolument identiques d’une même espèce. Ces différences sont en partie héritées. Tout cela s’explique facilement du point de vue de la génétique. Chaque espèce et chaque population est saturée de diverses mutations, c'est-à-dire des changements dans la structure des organismes provoqués par des changements correspondants dans les chromosomes qui se produisent sous l'influence de facteurs externes ou environnement interne. Ces changements dans les caractéristiques du corps sont de nature brutale et sont héréditaires. L'écrasante majorité de ces mutations sont généralement défavorables, elles sont donc presque toutes récessives, c'est-à-dire que leurs manifestations disparaissent après un certain nombre de générations. Or, l’ensemble de ces changements représente une réserve d’hérédité, le pool génétique d’une espèce ou d’une population, qui peut être mobilisé par la sélection naturelle lorsque les conditions d’existence des populations changent.

Si une population vit dans des conditions relativement constantes, alors presque toutes les mutations sont éliminées par la sélection naturelle, appelée dans ce cas stabilisante. Seules les mutations qui conduisent à moins de variabilité des traits sont corrigées, ainsi que les mutations qui permettent d'économiser de l'énergie en se débarrassant des fonctions devenues « superflues » dans des conditions constantes. Cela favorise la formation de sténobiontes. Souvent, la sélection stabilisatrice conduit à une dégénérescence, c'est-à-dire à des changements évolutifs associés à une simplification de la forme d'organisation, généralement accompagnés de la disparition de certains organes qui ont perdu leur signification. Ainsi les baleines ont perdu leurs membres postérieurs, la lancette n'a pas ses propres organes digestifs, etc. De nouveaux organes peuvent être acquis pour remplacer ceux perdus.

Lorsque les conditions environnementales changent, une pression environnementale se forme sur la population, tandis que les porteurs de telles mutations qui ont « deviné » de tels changements plus favorables aux nouvelles conditions environnementales que les formes originales ont les plus grandes chances de survie. Ce sont eux qui produisent la plus grande progéniture, dans laquelle se produit un raffinement encore plus grand des formes qui satisfont au nouvel état de l'environnement. Ainsi, à chaque nouvelle génération, les formes changent progressivement. Ce type de sélection naturelle est appelé sélection motrice.

Les changements évolutifs mineurs qui contribuent à une meilleure adaptation à certaines conditions environnementales sont appelés idéoadaptation. Il s'agit d'adaptations privées de diverses natures : coloration protectrice, forme aplatie des poissons de fond, adaptations des graines pour la dispersion, dégénérescence des feuilles en épines pour réduire la transpiration, etc. Grâce à l'adaptation idéologique, de petits groupes systématiques apparaissent généralement : espèces, genres, familles.

Des changements évolutifs plus importants qui ne sont pas des adaptations à des facteurs environnementaux individuels, conduisant à des changements importants dans les formes de vie, donnant naissance à de nouveaux ordres, classes, types, etc., sont appelés aromorphose. Un exemple d'aromorphose est l'émergence d'anciens poissons sur terre et la formation de la classe des amphibiens. Les conséquences de l'aromorphose sont également l'émergence de qualités d'êtres vivants telles que le psychisme et la conscience. L'aromorphose marque des changements révolutionnaires majeurs dans la structure de la biosphère, apparemment causés par changements globaux habitat.

En raisonnant par analogie, nous pouvons supposer que, tout comme l’environnement nous influence, nous obligeant à chercher des moyens de nous y adapter, nous pouvons également influencer les cellules de notre organisme en tant que supersystème, les obligeant ainsi à s’adapter aux conditions extérieures. ce que nous attendons d'eux et dont nous avons besoin pour une raison quelconque. Par exemple, nous commençons à charger régulièrement nos muscles et notre tissu musculaire, s'adaptant aux nouvelles conditions, commence à se développer et à se renforcer en réponse à ces charges. L'impact peut également se produire à travers une chaîne plus complexe, par exemple, en cas de peur, l'adrénaline est libérée dans notre sang, obligeant toutes les cellules à entrer dans un état de stress, c'est-à-dire plus actif, en utilisant leurs réserves pour cela, ce qui donne à tout le corps une force supplémentaire pour surmonter les dangers extérieurs. Ainsi, le mécanisme d'influence des sous-systèmes internes en modifiant les facteurs environnementaux de ces sous-systèmes est, apparemment, assez complexe. mécanisme universel l'impact de tout supersystème sur son organisation interne.

Très probablement, le niveau intracellulaire ne fait pas exception. Si une cellule de notre corps se trouve dans des conditions modifiées et que ces changements sont soit fixes, soit périodiquement répétés, alors la cellule tente de s'adapter aux nouvelles conditions en modifiant sa structure en conséquence, c'est-à-dire en modifiant l'environnement intracellulaire, affectant ainsi les organites qui l'habitent. y compris les chromosomes, qui sont aussi probablement contraints de s'adapter aux conditions extérieures. Il est possible qu'avec certaines influences sur le corps, presque tout l'appareil génétique de toutes les cellules soit soumis à un certain effet, ce qui entraîne des changements sans ambiguïté dans la structure des chromosomes. Cela signifie que environnement externe peut affecter directement notre appareil génétique.

Autrement dit, les mutations dont nous parlons ne sont peut-être pas du tout aléatoires, mais plutôt ciblées. Ensuite, la théorie de la sélection naturelle acquiert un léger ajustement : parmi les mutations présentes dans la population lors d'un changement spécifique des conditions environnementales, celles qui sont directement initiées par ce changement particulier prédominent. Autrement dit, les mutations elles-mêmes sont apparemment dirigées et conçues pour trouver de nouvelles formes répondant aux exigences d’un environnement modifié. Et puisque la réponse de la vie aux changements externes, comme nous l'avons déjà dit, obéissant au principe d'optimalité, s'avère tout à fait sans ambiguïté, il est possible qu'une mutation spécifique d'un trait soit de nature en chaîne. Autrement dit, une fois apparue chez la progéniture d'un couple, une mutation réussie s'avère « contagieuse » pour les autres couples de parents qui produisent leur progéniture, mais avec les mêmes mutations réussies. En conséquence, déjà au sein d'une génération au sein d'une espèce, différents parents peuvent produire des enfants présentant les mêmes caractéristiques qui diffèrent de celles des parents, formant ainsi une sous-espèce complètement nouvelle. Et puis il est déjà inutile de chercher des liens intermédiaires. Une nouvelle sous-espèce (et par la suite nouveau look) apparaît immédiatement, presque en même temps, et s'avère immédiatement représenté par un nombre suffisamment important d'individus pour une reproduction durable. C'est vrai, ce n'est qu'une hypothèse pour l'instant.

De tels processus se produisent apparemment au cours de ces périodes mêmes de graves changements environnementaux qui menacent l’espèce d’extinction. C'est alors qu'un « verticille » se forme, c'est-à-dire qu'un grand nombre de mutations naissent, dont le but est de trouver la bonne solution, nouvel uniforme. Et cette solution sera certainement trouvée, car, comme nous l'avons déjà dit, pour cette vie utilise la « technique du tâtonnement », qui est « une arme spécifique et irrésistible de tout ensemble en expansion » (terminologie de Teilhard de Chardin). Les mutations remplissent tout l'espace possible de variantes de nouvelles formes, puis l'environnement lui-même détermine laquelle de ces formes prendra pied dans la vie et laquelle disparaîtra sans passer le test de la sélection naturelle. Parfois, un tel verticille donne naissance à tout un tas de nouveaux phylums, c'est-à-dire des branches évolutives qui sont des réponses différentes au même changement environnemental.

L'adaptation des organismes aux facteurs environnementaux n'est pas seulement causée par des changements évolutifs survenant dans la biosphère. Les organismes utilisent souvent la direction et la fréquence naturelles de ces facteurs pour répartir leurs fonctions dans le temps et programmer leurs cycles de vie de manière à ce que de la meilleure façon possible profiter de conditions favorables. Grâce à l'interaction entre les organismes et la sélection naturelle, la communauté entière est programmée pour différents types de rythmes naturels. Dans ces cas, les facteurs environnementaux agissent comme une sorte de synchroniseurs des processus dans la biosphère.

Selon le degré de direction de l'action, les facteurs environnementaux peuvent être classés comme suit :

1) facteurs périodiques (quotidiens, annuels, etc.) ; 2) récurrents sans périodicité stricte (inondations, ouragans, tremblements de terre, etc.) ; 4) facteurs d'action unidirectionnels (changement climatique, engorgement, etc.) ; facteurs incertains, les plus dangereux pour l’organisme, car ils surviennent souvent pour la première fois.

De la meilleure façon, les organismes vivants parviennent à s'adapter à des facteurs périodiques et unidirectionnels, caractérisés par la certitude des actions, et donc susceptibles d'être déchiffrés sans ambiguïté. Autrement dit, l’exigence d’un supersystème dans ce cas est tout à fait compréhensible.

Un cas particulier de telles adaptations à des facteurs répétés est, par exemple, le photopériodisme - c'est la réponse du corps à la longueur. heures de clarté dans les zones tempérées et polaires, ce qui est perçu comme le signal d'un changement dans les phases de développement ou de comportement des organismes. Des exemples de photopériodisme sont des phénomènes tels que la chute des feuilles, la mue des animaux, la migration des oiseaux, etc. En ce qui concerne les plantes, les plantes à jours courts, qui existent sous les latitudes méridionales, où les jours sont relativement courts pendant une longue saison de croissance, et les plantes à jours longs, caractéristiques des latitudes septentrionales, où les jours sont plus longs pendant une courte saison de croissance, sont généralement distingués.

Un autre exemple d'adaptation à la périodicité phénomènes naturels peut servir de rythme quotidien. Par exemple, chez les animaux, lorsque le jour et la nuit changent, l'intensité de la respiration, la fréquence cardiaque, etc. Par exemple, les rats gris ont un rythme circadien plus labile que les rats noirs, ils développent donc plus facilement de nouveaux territoires, ayant déjà peuplé la quasi-totalité du globe.

Un autre exemple est l'activité saisonnière. Il ne s’agit pas nécessairement d’un changement de saisons, mais aussi d’un changement, par exemple, de saison des pluies et de sécheresse, etc.

Les adaptations aux rythmes des marées, qui sont associées à la fois aux phénomènes solaires et marins, sont également intéressantes. jours lunaires(24 heures 50 minutes). Chaque jour, les marées changent de 50 minutes. La force des marées varie partout mois lunaire(29,5 jours). Durant la nouvelle lune et la pleine lune, les marées atteignent leur maximum. Toutes ces caractéristiques laissent une empreinte sur le comportement des organismes de la zone littorale (zone de marée). Par exemple, certains poissons pondent leurs œufs au bord de la marée maximale. L’émergence des alevins à partir des œufs coïncide avec cette période.

De nombreuses adaptations rythmiques sont héritées même lorsque les animaux se déplacent d'une zone à une autre. Dans de tels cas, tout le cycle de vie de l’organisme peut être perturbé. Par exemple, les autruches d’Ukraine peuvent pondre directement sur la neige.

Les mécanismes d'adaptation à la périodicité des processus peuvent être les plus inattendus. Par exemple, chez certains insectes, une sorte de contrôle des naissances repose sur le photopériodisme. De longues journéesà la fin du printemps et au début de l'été, ils provoquent la formation d'une neurohormone dans le ganglion de la chaîne nerveuse, sous l'influence de laquelle apparaissent des œufs au repos, ne donnant des larves qu'au printemps suivant, quelles que soient les conditions d'alimentation et autres favorables. sont. Ainsi, la croissance démographique est freinée avant même que les approvisionnements alimentaires ne deviennent un facteur limitant.

L'adaptation à des facteurs qui se répètent sans périodicité stricte est beaucoup plus difficile à réaliser. Cependant, plus un facteur donné est typique de la nature (par exemple, incendies, fortes tempêtes, tremblements de terre), plus la vie lui trouve des mécanismes d'adaptation spécifiques. Par exemple, contrairement à la durée du jour, la quantité de précipitations dans le désert est totalement imprévisible. Cependant, certaines plantes annuelles du désert utilisent généralement ce fait comme régulateur. Leurs graines contiennent un inhibiteur de germination (un inhibiteur est une substance qui inhibe les processus), qui n'est éliminé que par une certaine quantité de précipitations, qui sera suffisante pour un fonctionnement complet. cycle de vie d'une plante donnée depuis la germination des graines jusqu'à la maturation de nouvelles graines.

Par rapport à feux de forêt les plantes ont également développé des adaptations spéciales. De nombreuses espèces végétales investissent plus d’énergie dans les organes de stockage souterrains et moins dans les organes reproducteurs. Ce sont les espèces dites « en convalescence ». Les espèces qui meurent à maturité produisent au contraire de nombreuses graines prêtes à germer immédiatement après un incendie. Certaines de ces graines restent sur le sol forestier pendant des décennies sans germer ni perdre leur viabilité.

Les facteurs les plus dangereux pour les organismes vivants sont les facteurs à action incertaine. Les systèmes naturels ont la capacité de bien se remettre des stress aigus tels que les incendies et les tempêtes. De plus, de nombreuses plantes ont même besoin de stress occasionnels pour maintenir leur « tonus vital », ce qui augmente la stabilité de l’existence. Mais des perturbations chroniques subtiles, particulièrement caractéristiques de l'influence anthropique sur la nature, donnent lieu à des réactions faibles, elles sont donc difficiles à suivre et, surtout, il est difficile d'évaluer leurs conséquences. Par conséquent, les adaptations à ceux-ci se forment extrêmement lentement, parfois beaucoup plus lentement que le temps d'accumulation des effets du stress chronique au-delà des limites après lesquelles l'écosystème s'effondre. Les déchets industriels qui contiennent de nouveaux produits chimiques que la nature n'a pas encore rencontrés sont particulièrement dangereux. L’un des facteurs de stress les plus dangereux est la pollution thermique de l’environnement. Une hausse modérée de la température peut avoir un impact sur la vie impact positif, mais passé une certaine limite, les effets du stress commencent à apparaître. Ceci est particulièrement visible dans les réservoirs directement connectés aux centrales thermiques.

Au cours du processus d'évolution, à la suite de la sélection naturelle et de la lutte pour l'existence, des adaptations des organismes à certaines conditions de vie surviennent. L'évolution elle-même est essentiellement un processus continu de formation d'adaptations, se déroulant selon le schéma suivant : intensité de reproduction -> lutte pour l'existence -> mort sélective -> sélection naturelle -> fitness.

Les adaptations affectent différents aspects des processus vitaux des organismes et peuvent donc être de plusieurs types.

Adaptations morphologiques

Ils sont associés à des changements dans la structure corporelle. Par exemple, l'apparition de membranes entre les doigts chez la sauvagine (amphibiens, oiseaux, etc.), d'une fourrure épaisse chez mammifères du nord, longues jambes et un long cou chez les échassiers, un corps flexible chez les prédateurs fouisseurs (par exemple les belettes), etc. Chez les animaux à sang chaud, lorsqu'ils se déplacent vers le nord, il y a une augmentation de la taille moyenne du corps (règle de Bergmann), ce qui réduit la relative surface et transfert de chaleur. Les poissons benthiques développent un corps plat (raies, plies, etc.). Les plantes des latitudes septentrionales et des régions de haute montagne ont souvent des formes rampantes et en forme de coussin, moins endommagées. vents forts et mieux réchauffé par le soleil dans la couche de sol.

Coloration protectrice

La coloration protectrice est très importante pour les espèces animales qui ne disposent pas de moyens de protection efficaces contre les prédateurs. Grâce à cela, les animaux deviennent moins visibles dans la zone. Par exemple, les femelles qui couvent leurs œufs sont presque impossibles à distinguer du fond de la zone. Les œufs d’oiseaux sont également colorés pour correspondre à la couleur de la zone. Les poissons de fond, la plupart des insectes et de nombreuses autres espèces animales ont une coloration protectrice. Au nord, les couleurs blanches ou claires sont plus courantes, aidant à se camoufler dans la neige ( ours polaires, chouettes polaires, renards arctiques, bébés pinnipèdes - écureuils, etc.). De nombreux animaux ont acquis une coloration formée d'une alternance de rayures ou de taches claires et foncées, les rendant moins visibles dans les buissons et les fourrés denses (tigres, jeunes sangliers, zèbres, cerfs sika, etc.). Certains animaux sont capables de changer de couleur très rapidement selon les conditions (caméléons, poulpes, plies, etc.).

Déguisement

L’essence du camouflage est que la forme du corps et sa couleur font ressembler les animaux à des feuilles, des brindilles, des branches, des écorces ou des épines de plantes. On le trouve souvent chez les insectes qui vivent sur les plantes.

Coloration d’avertissement ou menaçante

Certains types d'insectes dotés de glandes venimeuses ou odorantes ont des couleurs d'avertissement vives. Par conséquent, les prédateurs qui les rencontrent se souviennent longtemps de cette coloration et n'attaquent plus ces insectes (par exemple, les guêpes, les bourdons, les coccinelles, les doryphores de la pomme de terre et bien d'autres).

Mimétisme

Le mimétisme est la coloration et la forme du corps d'animaux inoffensifs qui imitent leurs homologues venimeux. Par exemple, certains serpents non venimeux ressemblent à des serpents venimeux. Les cigales et les grillons ressemblent à de grosses fourmis. Certains papillons ont de grandes taches sur leurs ailes qui ressemblent aux yeux de prédateurs.

Adaptations physiologiques

Ce type d'adaptation est associé à une restructuration du métabolisme des organismes. Par exemple, l’émergence du sang chaud et de la thermorégulation chez les oiseaux et les mammifères. Dans des cas plus simples, il s'agit d'une adaptation à certaines formes alimentaire, composition en sel de l'environnement, élevée ou basses températures, humidité ou sécheresse du sol et de l'air, etc.

Adaptations biochimiques

Ce type d'adaptation est associé à la formation de certaines substances qui facilitent la défense contre les ennemis ou l'attaque d'autres organismes. Cela inclut les venins des serpents, des scorpions, des araignées et de certains autres animaux, qui facilitent leur chasse ; des antibiotiques contre les champignons et les bactéries qui les protègent des concurrents ; des toxines végétales qui les protègent de la consommation ; substances odorantes des punaises de lit et de certains autres insectes, repoussant les ennemis, etc. Cela inclut également la formation d'enzymes qui détruisent les pesticides et médicaments, utilisés par l'homme et conduisant à l'émergence de formes de bactéries, champignons et autres organismes résistants à ces substances. Les adaptations biochimiques incluent également la structure particulière des protéines et des lipides chez les organismes thermophiles (résistants aux températures élevées) et psychrophiles (aimant le froid), qui permet aux organismes d'exister dans les sources chaudes, les sols volcaniques ou les conditions de pergélisol.

Adaptations comportementales

Ce type d'adaptation est associé à des changements de comportement dans certaines conditions. Par exemple, prendre soin de la progéniture entraîne une meilleure survie des jeunes animaux et augmente la stabilité de leurs populations. Pendant la période des amours, de nombreux animaux forment des familles distinctes et, en hiver, ils se regroupent en groupes, ce qui facilite leur alimentation ou leur protection (loups, nombreuses espèces d'oiseaux).

Adaptations aux facteurs environnementaux périodiques

Ce sont des adaptations à des facteurs environnementaux qui ont une certaine périodicité dans leur manifestation. Ce type comprend des alternances quotidiennes de périodes d'activité et de repos, des états d'anabiose partielle ou complète (perte des feuilles, diapauses hivernales ou estivales des animaux, etc.), des migrations d'animaux provoquées par changements saisonniers etc.

Adaptations aux conditions de vie extrêmes

Les plantes et les animaux vivant dans les déserts et les régions polaires acquièrent également un certain nombre d'adaptations spécifiques. Chez les cactus, les feuilles ont été transformées en épines (réduisant l’évaporation et les protégeant de la consommation des animaux), et la tige s’est transformée en organe photosynthétique et en réservoir. Les plantes du désert ont longtemps système racinaire, permettant d'extraire l'eau de grande profondeur. Les lézards du désert peuvent survivre sans eau en mangeant des insectes et en obtenant de l'eau en hydrolysant leurs graisses. En plus d'une fourrure épaisse, les animaux du Nord ont également gros stock graisse sous-cutanée, qui réduit le refroidissement du corps.

Nature relative des adaptations

Tous les appareils ne conviennent que pour certaines conditions dans lesquelles ils ont été développés. Si ces conditions changent, les adaptations peuvent perdre de leur valeur ou même nuire aux organismes qui les possèdent. La coloration blanche des lièvres, qui les protège bien dans la neige, devient dangereuse lors des hivers peu enneigés ou avec de forts dégels.

Le caractère relatif des adaptations est bien prouvé par les données paléontologiques, qui indiquent l'extinction de grands groupes d'animaux et de plantes qui n'ont pas survécu au changement des conditions de vie.

L’identification des facteurs limitants est d’une grande importance signification pratique. Principalement pour la culture des cultures : application des engrais nécessaires, chaulage des sols, bonification des terres, etc. vous permettent d'augmenter la productivité, d'augmenter la fertilité des sols et d'améliorer l'existence des plantes cultivées.

1. Que signifient les préfixes « evry » et « steno » dans le nom de l'espèce ? Donnez des exemples d’eurybiontes et de sténobiontes.

Large gamme de tolérances d’espèces en ce qui concerne les facteurs environnementaux abiotiques, ils sont désignés en ajoutant le préfixe au nom du facteur "chaque. L'incapacité à tolérer des fluctuations importantes de facteurs ou une faible limite d'endurance est caractérisée par le préfixe « sthéno », par exemple les animaux sténothermiques. De petits changements de température ont peu d’effet sur les organismes eurythermaux et peuvent être désastreux pour les organismes sténothermiques. Une espèce adaptée aux basses températures est cryophile(du grec krios - froid), et aux températures élevées - thermophile. Des tendances similaires s’appliquent à d’autres facteurs. Les plantes peuvent être hydrophile, c'est-à-dire exigeant en eau et xérophile(tolérant au sec).

Par rapport au contenu sels dans l'habitat, ils distinguent les eurygales et les sténogales (du grec gals - sel), à éclairage – euryphotes et sténophotes, en relation avec à l'acidité de l'environnement– les espèces euryioniques et sténoioniques.

L'eurybiontisme permettant de peupler une variété d'habitats et le sténobiontisme réduisant fortement l'éventail des lieux propices à l'espèce, ces 2 groupes sont souvent appelés eury – et sténobiotes. De nombreux animaux terrestres vivant dans des climats continentaux sont capables de résister à d’importantes fluctuations de température, d’humidité et de rayonnement solaire.

Les sténobiotes comprennent- orchidées, truites, tétras du noisetier, poissons des grands fonds).

Les animaux sténobiontes par rapport à plusieurs facteurs à la fois sont appelés les sténobiontes au sens large du terme ( les poissons qui vivent dans rivières de montagne et les cours d'eau qui ne peuvent pas tolérer des températures trop élevées et faible contenu oxygène, habitants des tropiques humides, inadaptés aux basses températures et à la faible humidité de l'air).

Les Eurybiontes comprennent Doryphore de la pomme de terre, souris, rats, loups, blattes, roseaux, agropyre.

1. Adaptation des organismes vivants aux facteurs environnementaux. Types d'adaptation.

Adaptation ( de lat. adaptation - adaptation ) – il s'agit d'une adaptation évolutive des organismes environnementaux, exprimée par des changements dans leurs caractéristiques externes et internes.

Les individus qui, pour une raison quelconque, ont perdu la capacité de s'adapter, face à des changements dans les régimes des facteurs environnementaux, sont condamnés à élimination, c'est-à-dire à l'extinction.

Types d'adaptation : adaptation morphologique, physiologique et comportementale.

La morphologie est l'étude des formes externes des organismes et de leurs parties.

1.Adaptation morphologique est une adaptation qui se manifeste par une adaptation à la nage rapide chez les animaux aquatiques, à la survie dans des conditions températures élevées et manque d'humidité - chez les cactus et autres plantes succulentes.

2.Adaptations physiologiques résident dans les particularités de l'ensemble enzymatique du tube digestif des animaux, déterminé par la composition de l'alimentation. Par exemple, les habitants des déserts secs sont capables de satisfaire leurs besoins en humidité grâce à l’oxydation biochimique des graisses.

3.Adaptations comportementales (éthologiques) apparaître de diverses manières différentes formes Oh. Par exemple, il existe des formes de comportement adaptatif des animaux visant à assurer un échange thermique optimal avec l'environnement. Le comportement adaptatif peut se manifester par la création d'abris, des mouvements dans le sens de directions plus favorables et préférées. conditions de température, en choisissant des endroits avec une humidité ou un éclairage optimal. De nombreux invertébrés se caractérisent par une attitude sélective envers la lumière, qui se manifeste par des approches ou des distances par rapport à la source (taxis). Les mouvements quotidiens et saisonniers des mammifères et des oiseaux sont connus, y compris les migrations et les vols, ainsi que les mouvements intercontinentaux des poissons.

Un comportement adaptatif peut se manifester chez les prédateurs pendant la chasse (traquer et poursuivre leurs proies) et chez leurs victimes (se cacher, brouiller les pistes). Le comportement des animaux pendant la saison des amours et lors de l'alimentation de la progéniture est extrêmement spécifique.

Il existe deux types d'adaptation à facteurs externes. Mode d'adaptation passif– cette adaptation selon le type de tolérance (tolérance, endurance) consiste en l'émergence d'un certain degré de résistance à un facteur donné, la capacité à maintenir des fonctions lorsque la force de son influence change.. Ce type d'adaptation se forme comme une propriété caractéristique de l’espèce et se réalise au niveau des tissus cellulaires. Le deuxième type d'appareil est actif. Dans ce cas, le corps, à l’aide de mécanismes adaptatifs spécifiques, compense les changements provoqués par le facteur d’influence de telle sorte que l’environnement interne reste relativement constant. Les adaptations actives sont des adaptations de type résistant (résistance) qui maintiennent l'homéostasie de l'environnement interne de l'organisme. Les animaux poïkilosmotiques sont un exemple de type d'adaptation tolérant, les animaux homoyosmotiques sont un exemple de type résistant. .

1. Définir la population. Nommez les principales caractéristiques du groupe de la population. Donnez des exemples de populations. Des populations croissantes, stables et mourantes.

Population- un groupe d'individus d'une même espèce interagissant entre eux et habitant conjointement un territoire commun. Les principales caractéristiques de la population sont les suivantes :

1. Abondance - le nombre total d'individus sur un certain territoire.

2. Densité de population - le nombre moyen d'individus par unité de surface ou de volume.

3. Fertilité - le nombre de nouveaux individus apparaissant par unité de temps à la suite de la reproduction.

4. Mortalité - le nombre d'individus morts dans une population par unité de temps.

5. La croissance démographique est la différence entre les taux de natalité et de mortalité.

6. Taux de croissance - augmentation moyenne par unité de temps.

La population se caractérise par une certaine organisation, répartition des individus sur le territoire, proportion de groupes par sexe, âge, caractéristiques comportementales. Il se forme, d'une part, sur la base des propriétés biologiques générales de l'espèce, et d'autre part, sous l'influence de facteurs environnementaux abiotiques et de la population d'autres espèces.

La structure de la population est instable. Croissance et développement des organismes, naissance de nouveaux, mort de diverses raisons, des changements dans les conditions environnementales, une augmentation ou une diminution du nombre d'ennemis - tout cela entraîne des changements dans divers ratios au sein de la population.

Population croissante ou croissante– il s'agit d'une population dans laquelle prédominent les individus jeunes, une telle population est en croissance ou en cours d'introduction dans l'écosystème (par exemple pays du tiers monde) ; Le plus souvent, le taux de natalité dépasse le taux de mortalité et la population augmente à tel point qu’une épidémie de reproduction massive peut survenir. Cela est particulièrement vrai pour les petits animaux.

Avec une intensité équilibrée de fécondité et de mortalité, un population stable. Dans une telle population, la mortalité est compensée par la croissance et son nombre ainsi que son aire de répartition sont maintenus au même niveau. . Population stable – Il s'agit d'une population dans laquelle le nombre d'individus d'âges différents varie uniformément et présente le caractère d'une distribution normale (à titre d'exemple, on peut citer la population des pays d'Europe occidentale).

Population en déclin (mourante) est une population dans laquelle le taux de mortalité dépasse le taux de natalité . Une population en déclin ou en voie de disparition est une population dans laquelle prédominent les personnes âgées. Un exemple est la Russie dans les années 90 du 20e siècle.

Cependant, il ne peut pas non plus diminuer indéfiniment.. À un certain niveau de population, le taux de mortalité commence à baisser et la fécondité commence à augmenter. . En fin de compte, une population en déclin, ayant atteint une certaine taille minimale, se transforme en son contraire : une population en croissance. Le taux de natalité dans une telle population augmente progressivement et, à un certain moment, égalise le taux de mortalité, c'est-à-dire que la population devient stable pendant une courte période. Dans les populations en déclin, les individus âgés prédominent, ne pouvant plus se reproduire de manière intensive. Cette structure par âge indique des conditions défavorables.

1. Niche écologique d'un organisme, concepts et définitions. Habitat. Aménagement mutuel des niches écologiques. Niche écologique humaine.

Tout type d’animal, de plante ou de microbe est capable de vivre, de se nourrir et de se reproduire normalement uniquement là où l’évolution l’a « prescrit » depuis de nombreux millénaires, à commencer par ses ancêtres. Pour désigner ce phénomène, les biologistes ont emprunté terme issu de l'architecture - le mot « niche » et ils ont commencé à dire que chaque type d'organisme vivant occupe dans la nature sa propre niche écologique qui lui est propre.

Niche écologique d'un organisme- il s'agit de l'ensemble de toutes ses exigences en matière de conditions environnementales (la composition et les régimes des facteurs environnementaux) et du lieu où ces exigences sont remplies, ou l'ensemble des caractéristiques biologiques et les paramètres physiques de l'environnement qui déterminent les conditions d'existence d'une espèce particulière, sa transformation d'énergie, l'échange d'informations avec l'environnement et son espèce.

Le concept de niche écologique est généralement utilisé pour utiliser les relations entre des espèces écologiquement similaires appartenant au même niveau trophique. Le terme « niche écologique » a été proposé par J. Grinnell en 1917. pour caractériser la répartition spatiale des espèces, c'est-à-dire que la niche écologique a été définie comme un concept proche de l'habitat. C.Elton a défini une niche écologique comme la position d'une espèce dans une communauté, en soulignant l'importance particulière des relations trophiques. Une niche peut être imaginée comme faisant partie d'un espace multidimensionnel imaginaire (hypervolume), dont les dimensions individuelles correspondent aux facteurs nécessaires à l'espèce. Plus le paramètre varie, c'est-à-dire L'adaptabilité d'une espèce à un certain facteur environnemental, plus sa niche est large. Une niche peut également se développer en cas de concurrence affaiblie.

Habitat de l'espèce- c'est l'espace physique occupé par une espèce, un organisme, une communauté, il est déterminé par l'ensemble des conditions du milieu abiotique et biotique qui assurent l'ensemble du cycle de développement des individus d'une même espèce.

L'habitat de l'espèce peut être désigné comme « niche spatiale ».

La position fonctionnelle dans la communauté, dans les voies de transformation de la matière et de l'énergie au cours de la nutrition, est appelée niche trophique.

Au sens figuré, si un habitat est en quelque sorte l'adresse d'organismes d'une espèce donnée, alors une niche trophique est un métier, le rôle d'un organisme dans son habitat.

La combinaison de ces paramètres et d’autres est généralement appelée niche écologique.

Niche écologique(de la niche française - un renfoncement dans le mur) - cette place occupée par une espèce biologique dans la biosphère comprend non seulement sa position dans l'espace, mais aussi sa place dans les interactions trophiques et autres dans la communauté, comme si la « profession » de l'espèce.

Niche écologique fondamentale(potentiel) est une niche écologique dans laquelle une espèce peut exister en l’absence de compétition avec d’autres espèces.

Niche écologique réalisée (réelle) – niche écologique, partie de la niche fondamentale (potentielle) qu'une espèce peut défendre dans concours avec d'autres espèces.

En fonction de leur position relative, les niches des deux espèces sont divisées en trois types : niches écologiques non adjacentes ; niches se touchant mais ne se chevauchant pas ; niches se touchant et se chevauchant.

L'homme est l'un des représentants du règne animal, espèce biologique classe de mammifères. Malgré le fait qu'il possède de nombreuses propriétés spécifiques (intelligence, parole articulée, activité de travail, biosocialité, etc.), il n'a pas perdu son essence biologique et toutes les lois de l'écologie valent pour lui au même titre que pour les autres organismes vivants. L'homme a le sien, inhérent à lui seul, niche écologique. L’espace dans lequel se situe la niche d’une personne est très limité. En tant qu'espèce biologique, l'homme ne peut vivre que sur terre ceinture équatoriale(tropicales, subtropicales), où est née la famille des hominidés.

1. Formulez la loi fondamentale de Gause. Qu'est-ce qu'une « forme de vie » ? Quelles formes écologiques (ou de vie) se distinguent parmi les habitants du milieu aquatique ?

Tant dans le monde végétal qu’animal, la compétition interspécifique et intraspécifique est très répandue. Il existe une différence fondamentale entre eux.

La règle (ou même la loi) de Gause : deux espèces ne peuvent pas occuper simultanément la même niche écologique et donc nécessairement se déplacer.

Dans l'une des expériences, Gause a élevé deux types de ciliés - Paramecium caudatum et Paramecium aurelia. Ils recevaient régulièrement comme nourriture un type de bactérie qui ne se reproduit pas en présence de paramécie. Si chaque type de cilié était cultivé séparément, alors leurs populations augmentaient selon une courbe sigmoïde typique (a). Dans ce cas, le nombre de paramécies était déterminé par la quantité de nourriture. Mais lorsqu'elles coexistèrent, les paramécies commencèrent à entrer en compétition et P. aurelia remplaça complètement son concurrent (b).

Riz. Compétition entre deux espèces de ciliés étroitement apparentées occupant une niche écologique commune. a – Paramécie caudatum ; b – P. aurélia. 1. – dans une seule culture ; 2. – dans une culture mixte

Lorsque les ciliés étaient cultivés ensemble, après un certain temps, il ne restait qu'une seule espèce. Dans le même temps, les ciliés n'attaquaient pas d'individus d'un autre type et n'excrétaient pas substances nocives. L'explication est que les espèces étudiées avaient des taux de croissance différents. Les espèces à reproduction plus rapide ont remporté la compétition pour la nourriture.

Lors de l'élevage P. caudatum et P. bursaria aucun déplacement de ce type ne s'est produit ; les deux espèces étaient en équilibre, la dernière étant concentrée sur le fond et les parois du récipient, et la première dans l'espace libre, c'est-à-dire dans une niche écologique différente. Des expériences avec d'autres types de ciliés ont démontré le modèle de relations entre proies et prédateurs.

Le principe de Gauseux s'appelle le principe compétitions d'exception. Ce principe conduit soit à la séparation écologique d'espèces étroitement apparentées, soit à une diminution de leur densité là où elles peuvent coexister. En raison de la compétition, l'une des espèces est déplacée. Le principe de Gause joue rôle énorme dans le développement du concept de niche, et oblige également les écologistes à chercher des réponses à un certain nombre de questions : comment des espèces similaires peuvent-elles coexister ? Quelle doit être l'ampleur des différences entre les espèces pour qu'elles coexistent ? Comment éviter l’exclusion concurrentielle ?

Forme de vie de l'espèce – il s'agit d'un complexe historiquement développé de ses propriétés biologiques, physiologiques et morphologiques, qui détermine une certaine réponse aux influences environnementales.

Parmi les habitants du milieu aquatique (hydrobiontes), la classification distingue les formes de vie suivantes.

1.Neuston(du grec neuston - capable de nager) – une combinaison de marin et de frais organismes aquatiques qui vivent dans surface de l'eau, par exemple, les larves de moustiques, de nombreux protozoaires, les punaises aquatiques et, parmi les plantes, la célèbre lentille d'eau.

2. Vit plus près de la surface de l’eau plancton.

Plancton(du grec planctos - planer) - organismes flottants capables d'effectuer des mouvements verticaux et horizontaux principalement en fonction du mouvement des masses d'eau. Souligner phytoplancton- des algues photosynthétiques flottant librement et zooplancton- petits crustacés, larves de mollusques et de poissons, méduses, petits poissons.

3.Necton(du grec nektos - flottant) - organismes flottants capables de mouvements verticaux et horizontaux indépendants. Necton vit dans la colonne d'eau - ce sont des poissons, des mers et des océans, des amphibiens, de gros insectes aquatiques, des crustacés, mais aussi des reptiles ( serpents de mer et tortues) et des mammifères : cétacés (dauphins et baleines) et pinnipèdes (phoques).

4. Périphyton(du grec peri - autour, environ, phyton - plante) - animaux et plantes attachés aux tiges plantes supérieures et s'élevant au-dessus du fond (mollusques, rotifères, bryozoaires, hydre, etc.).

5. Benthos ( du grec benthos - profondeur, fond) - organismes du fond menant une vie attachée ou libre, y compris ceux vivant dans l'épaisseur des sédiments du fond. Il s'agit principalement de mollusques, de certaines plantes inférieures, de larves d'insectes rampants et de vers. La couche inférieure est habitée par des organismes qui se nourrissent principalement de débris en décomposition.

1. Qu'est-ce que la biocénose, la biogéocénose, l'agrocénose ? Structure de la biogéocénose. Qui est le fondateur de la doctrine de la biocénose ? Exemples de biogéocénoses.

Biocénose(du grec koinos - bios commun - vie) est une communauté d'organismes vivants en interaction, constituée de plantes (phytocénose), d'animaux (zoocénose), de micro-organismes (microbocénose), adaptés pour vivre ensemble sur un territoire donné.

Le concept de « biocénose » – conditionnel, puisque les organismes ne peuvent pas vivre en dehors de leur environnement, mais il est pratique à utiliser dans le processus d'étude des liens écologiques entre les organismes, en fonction de la zone, de l'attitude envers l'activité humaine, du degré de saturation, de l'utilité, etc. distinguer les biocénoses de la terre, de l'eau, naturelles et anthropiques, saturées et insaturées, complètes et incomplètes.

Les biocénoses, comme les populations - il s'agit d'un niveau supra-organisme d'organisation de la vie, mais d'un rang supérieur.

Les tailles des groupes biocénotiques sont différentes- ce sont de grandes communautés de coussins de lichens sur des troncs d'arbres ou une souche en décomposition, mais ce sont aussi la population des steppes, des forêts, des déserts, etc.

Une communauté d'organismes est appelée biocénose, et la science qui étudie la communauté d'organismes - biocénologie.

V.N. Soukatchev le terme a été proposé (et généralement accepté) pour désigner les communautés biogéocénose(du grec bios – vie, géo – Terre, cénose – communauté) - Il s'agit d'un ensemble d'organismes et de phénomènes naturels caractéristiques d'une zone géographique donnée.

La structure de la biogéocénose comprend deux composantes biotique – communauté d’organismes vivants végétaux et animaux (biocénose) – et abiotique – un ensemble de facteurs environnementaux inanimés (écotope ou biotope).

Espace aux conditions plus ou moins homogènes, qui occupe une biocénose, est appelé biotope (topis - lieu) ou écotope.

Écotop comprend deux éléments principaux : climattop- le climat dans toutes ses diverses manifestations et édaphotope(du grec edaphos - sol) - sols, relief, eau.

Biogéocénose= biocénose (phytocénose+zoocénose+microbocénose)+biotope (climatope+édaphotope).

Biogéocénoses – Ce formations naturelles(ils contiennent l'élément « géo » - Terre ) .

Exemples biogéocénoses il peut y avoir un étang, une prairie, une forêt mixte ou monospécifique. Au niveau de la biogéocénose, se produisent tous les processus de transformation de l'énergie et de la matière dans la biosphère.

Agrocénose(du latin agraris et du grec koikos - général) - une communauté d'organismes créés par l'homme et entretenus artificiellement par lui avec un rendement (productivité) accru d'une ou plusieurs espèces sélectionnées de plantes ou d'animaux.

L'agrocénose diffère de la biogéocénose principaux composants. Elle ne peut exister sans le soutien humain, puisqu’il s’agit d’une communauté biotique créée artificiellement.

1. Le concept d'« écosystème ». Trois principes de fonctionnement des écosystèmes.

Système écologique- l'un des concepts les plus importants de l'écologie, en abrégé écosystème.

Écosystème(du grec oikos - habitation et système) désigne toute communauté d'êtres vivants avec leur habitat, connectés à l'intérieur système complexe relations.

Écosystème - Il s'agit d'associations supra-organismes, comprenant des organismes et l'environnement inanimé (inerte) qui interagissent, sans lesquelles il est impossible de maintenir la vie sur notre planète. Il s'agit d'une communauté d'organismes végétaux et animaux et d'un environnement inorganique.

Sur la base de l'interaction des organismes vivants qui forment un écosystème entre eux et avec leur habitat, des agrégats interdépendants se distinguent dans tout écosystème. biotique(organismes vivants) et abiotique(oblique ou nature inanimée) composants, ainsi que des facteurs environnementaux (tels que le rayonnement solaire, l'humidité et la température, pression atmosphérique), facteurs anthropiques et d'autres.

Aux composantes abiotiques des écosystèmes ne pas postuler matière organique- le carbone, l'azote, l'eau, le dioxyde de carbone atmosphérique, les minéraux, les substances organiques présentes principalement dans le sol : protéines, glucides, graisses, substances humiques, etc., qui sont entrées dans le sol après la mort des organismes.

Aux composantes biotiques de l’écosystème comprennent les producteurs, les autotrophes (plantes, chimiosynthétiques), les consommateurs (animaux) et les détritivores, les décomposeurs (animaux, bactéries, champignons).

École physiologique de Kazan. F.V. Ovsyannikov, N.O. Kovalevski, N.A. Mislavski, A.V. Kibiakov

Un cas particulier de coloration cryptique est la coloration basée sur le principe de la contre-ombre. Dans les organismes aquatiques, il se manifeste plus souvent, car lumière dans milieu aquatique ne tombe que d’en haut. Le principe de contre-ombre suppose une couleur plus foncée sur la partie supérieure du corps et une couleur plus claire sur la partie inférieure (une ombre tombe dessus).

Coloration de démembrement La coloration de démembrement est également un cas particulier de coloration protectrice, bien qu'une stratégie légèrement différente soit utilisée. Dans ce cas, il y a des rayures ou des taches lumineuses et contrastées sur le corps. De loin, il est très difficile pour un prédateur de distinguer les limites du corps d'une victime potentielle.

Coloration d'avertissement Ce type de coloration protectrice est caractéristique des animaux protégés (comme ce nudibranche qui utilise l'acide nitrique pour se protéger de ses ennemis). Le poison, la piqûre ou d'autres méthodes de défense rendent l'animal immangeable pour le prédateur, et la coloration sert à garantir que l'apparence de l'objet est conservée dans la mémoire du prédateur en combinaison avec les sensations désagréables qu'il a ressenties en essayant de manger le animal.

Coloration menaçante Contrairement à la coloration d'avertissement, la coloration menaçante est inhérente aux organismes non protégés qui sont comestibles du point de vue d'un prédateur. Cette coloration n'est pas visible à tout moment, contrairement à la couleur d'avertissement, elle est soudainement manifestée au prédateur attaquant afin de le désorienter. On pense que les « yeux » sur les ailes de nombreux papillons servent précisément à cet effet.

Mimétisme Le terme « mimétisme » regroupe un certain nombre de formes différentes de couleurs protectrices, qui ont en commun la similitude des organismes, l'imitation de la couleur d'une créature par une autre. Types de mimétisme : 4 Mimétisme classique Mimétisme batesien 4 Mimétisme classique, ou mimétisme batesien - imitation d'un organisme non protégé par un organisme protégé ; 4 Mimétisme de Müller 4 Mimétisme de Müller - coloration similaire (« publicité ») chez un certain nombre d'espèces d'organismes protégés ; 4 Mimesia 4 Mimesia - imitation objets inanimés; 4 Mimétisme collectif 4 Le mimétisme collectif est la création d'une image commune par un groupe d'organismes ; 4 Mimétisme agressif 4 Mimétisme agressif - éléments d'imitation par un prédateur afin d'attirer des proies.

Mimétisme classique, ou mimétisme batésien (mimétisme batesien) Un organisme non protégé (déjà comestible) imite la couleur d'un organisme protégé (non comestible). L’imitateur exploite ainsi le stéréotype formé dans la mémoire du prédateur au contact du modèle (organisme protégé). La photo montre un syrphe, imitant une guêpe par sa couleur et sa forme.

Mimétisme müllérien (mimétisme müllérien) Dans ce cas, un certain nombre de protégés, espèce non comestible avoir une couleur similaire (« une publicité pour tous »). De cette façon, l'effet suivant est obtenu : d'une part, le prédateur n'a pas besoin d'essayer un organisme de chaque espèce ; l'image générale d'un animal mangé par erreur sera assez fermement imprimée. En revanche, le prédateur n'aura pas à se souvenir de dizaines différentes options couleurs d'avertissement vives de différents types. Un exemple est la coloration similaire d'un certain nombre d'espèces de l'ordre des hyménoptères.

Mimétisme agressif Dans le mimétisme agressif, un prédateur possède des adaptations qui lui permettent d'attirer des proies potentielles. Un exemple est le poisson clown, qui a des projections sur la tête qui ressemblent à des vers et sont également capables de bouger. L'esclave elle-même s'allonge sur le fond (elle a une magnifique coloration énigmatique !) et attend l'approche de la victime, occupée à chercher de la nourriture.

Nature relative de l'aptitude Chacune des couleurs protectrices données est adaptative, c'est-à-dire utile pour les organismes uniquement dans certaines conditions environnementales. Si ces conditions changent (par exemple, la couleur de fond pour une coloration protectrice), cela peut même devenir inadapté et nocif. Pensez aux situations dans lesquelles la nature relative de la forme physique se manifestera par : une coloration d'avertissement 4p4 ; Mimétisme 4m4Bates ; Mimétisme collectif 4k4 ?