• Главная
• Новое
• Популярное
• Поиск
• Карта
• Связь

Адаптация и ухудшение среды

Эволюционная экология / Физиологическая экология / Адаптация и ухудшение среды

Страница 1

Организмы приспособлены к выживанию и размножению в характерной для них среде. Они должны взаимодействовать с условиями внешней среды для того, чтобы нормально существовать. Адаптация может быть определена как соответствие между организмом и его средой. Растения и животные адаптированы к окружающей среде посредством генетических механизмов, а также посредством более гибких физиологических, поведенческих и эмбриональных механизмов. Различают инстинктивное поведение и научение. Адаптация характеризуется многими измерениями, поскольку большинство организмов должны одновременно соответствовать многим различным аспектам своего местообитания. Таким образом, адаптация организма к окружающей среде включает не только приспособление к физическим условиям, например температуре и влажности, но также и взаимодействие с конкурентами, хищниками и жертвами. Противоречивые требования этих различных компонентов среды часто вынуждают организм принимать компромиссную тактику в процессе адаптации к действию отдельных факторов. Приспособление к любому конкретному компоненту среды требует затраты определенного количества энергии, которое, следовательно, становится уже недоступным для других процессов адаптации. Присутствие хищников, например, вынуждает животных быть крайне осторожными, что в свою очередь, вероятно, уменьшает эффективность их питания и тем самым понижает их конкурентоспособность.

Организмы могут сравнительно легко приспосабливаться к хорошо предсказуемым условиям обитания даже в том случае, если последние подвержены регулярным изменениям, не достигая, однако, при этом экстремальных значений. Адаптация к непредсказуемым условиям гораздо более затруднительна, а адаптация к крайне непостоянным местообитаниям может даже оказаться просто невозможной. У многих организмов в процессе эволюции развились покоящиеся стадии, позволяющие им переживать неблагоприятные периоды, как предсказуемые, так и непредсказуемые. Хорошими примерами могут служить распространенные повсюду однолетние растения и встречающиеся в пустынных районах жаб-роноги. Яйца жаброногов, находясь в соленой корке высохших пустынных озер, сохраняют жизнеспособность в течение многих лет. Когда редкий для пустынных районов дождь заполняет водой какое-либо из этих озер, из яиц вылупляются жаброноги, которые быстро растут, достигают половозрелости и дают снова большое число яиц. Известно, что некоторые семена, возраст которых оценивается в сотни лет, еще сохраняют свою жизнеспособность и прорастают при определенных условиях. Различные изменения местообитания, вызывающие снижение общей адаптации к нему организма, обобщенно называются «ухудшением окружающей среды». Подобные изменения служат причиной направленного отбора, в результате которого происходит приспособление к новым условиям.

Простая модель адаптации к ненаправленному ухудшению внешней среды была разработана Фишером (Fisher, 1930). Он исходил из того, что ни один организм не является «совершенно адаптированным», а на свой лад и в разной степени не соответствует окружающей его среде. Однако можно себе представить идеально адаптированный организм (фактически отражающий определенную среду) и сравнивать с этим организмом реально-существующие организмы. Фишер, приводя математические обоснования, оперирует бесконечным числом «измерений» для адаптации (в нашем примере для простоты рассматриваются только три). Вообразите себе пространство адаптации в трех координатах, соответствующих конкуренции, хищничеству и физическому окружению (рис. 4.8). Положению идеального, «совершенно адаптированного» организма в этом пространстве соответствует определенная точка (например, точка Л), а положению какого-либо конкретного организма соответствует другая точка (например, В), расположенная на некотором расстоянии d от точки совершенной адаптации. Изменение положения точки А соответствует изменениям в окружающей среде, приводящим, к другому оптимуму-адаптации, а изменения положения точки В соответствуют изменениям в самих, рассматриваемых организмах, например мутациям. Расстояние между двумя точками отражает степень соответствия между организмом и средой, или иначе — уровень адаптации.