"Биология. Базовый уровень", Андреева Н.Д.
Адаптации — наследственные особенности строения, физиологии или поведения, которые помогают организмам выживать и оставлять потомство в определённых условиях. Они возникают не потому, что особь сознательно приспосабливается, а потому, что в популяции есть наследственные различия. Естественный отбор приводит к тому, что носители полезных в данной среде признаков чаще размножаются, и такие признаки становятся распространённее. Но любое приспособление относительно: после изменения среды его польза может уменьшиться или исчезнуть.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Адаптация — наследственный признак или особенность поведения, повышающие вероятность выживания и размножения организмов в определённых условиях среды. Иными словами, это особенность, которая помогает её носителю оставить потомство. Понятие нужно, чтобы отличать наследственные приспособления от изменений, появившихся только в течение жизни.
Приспособленность — совокупность адаптаций, благодаря которым организм успешнее существует и оставляет потомство в конкретной среде. Это не отдельный признак, а общий результат действия нескольких особенностей. Термин помогает оценить, насколько успешно организм справляется с условиями жизни.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с наследственными признаками, полезными в данных условиях. Если носители такого признака в среднем оставляют больше потомков, признак может чаще встречаться в следующих поколениях. Это понятие объясняет, как наследственные различия меняют популяции.
Относительный характер адаптации — зависимость её полезности от конкретных условий: признак, выгодный в одной среде, может быть бесполезен или вреден в другой. Например, маскировочная окраска помогает только на подходящем фоне. Это понятие не позволяет считать любое приспособление полезным всегда и везде.
В популяции особи отличаются друг от друга, в том числе наследственными признаками. Такие различия возникают не потому, что организм заранее знает, какая перемена ему понадобится. Естественный отбор действует на уже существующую наследственную изменчивость: среда влияет на то, какие варианты помогают выжить и размножиться. Поэтому отбор не создаёт нужный признак по требованию, а меняет соотношение вариантов в популяции.
Носители полезного в конкретных условиях признака могут чаще доживать до размножения или оставлять больше потомства. Если признак наследуется, часть потомков тоже получает соответствующий вариант. За несколько поколений он может стать распространённее, потому что вклад его носителей в следующее поколение оказывается больше. Так различия в выживании и размножении постепенно меняют состав популяции.
Формирование адаптаций требует времени и ряда поколений. Если отдельной особи стало холодно, это не означает, что у неё сразу возникнет наследственно более густой мех. Однако особи могут различаться по густоте меха, а в холодных условиях носители более подходящего варианта способны чаще выживать и размножаться. Изменение частоты признака происходит в популяции, а не как целенаправленная перестройка одной особи.
Приспособления проявляются по-разному: в строении тела, работе организма и поведении. Обтекаемая форма тела уменьшает сопротивление воды, а выделение яда связано с физиологическими процессами. Замирание при опасности — поведенческая особенность. Защита от хищника может достигаться разными способами, поэтому одна и та же функция не указывает на единственную форму адаптации.
Адаптация не делает организм совершенным: она полезна в определённых обстоятельствах и имеет пределы. Окраска, помогающая скрываться на коре, может выделять насекомое на песке. Если среда меняется, прежний признак способен утратить преимущество, а носители других наследственных вариантов — чаще размножаться. Значит, приспособленность нельзя оценить отдельно от условий, в которых живёт организм.
| Форма адаптации | В чём проявляется | Пример | Как повышает приспособленность | Ограничение |
|---|---|---|---|---|
| Морфологическая — особенности строения | Форма и строение частей тела | Обтекаемое тело рыбы | Помогает двигаться в воде с меньшим сопротивлением | Преимущество связано с водной средой и способом передвижения |
| Физиологическая — особенности процессов в организме | Работа органов и протекание процессов | Выделение яда змеёй | Помогает защищаться или добывать пищу | Эффективность зависит от ситуации и затрат организма |
| Поведенческая — особенности действий организма | Действия в ответ на условия и сигналы | Замирание животного при опасности | Может снизить вероятность обнаружения | Помогает не во всех ситуациях и средах |
| Зависимость эффективности адаптации от условий среды | Один признак по-разному влияет на успех в разных условиях | Окраска насекомого на коре и на песке | На подходящем фоне делает организм менее заметным | При изменении фона маскировка может перестать работать |
Сначала определите, в чём проявляется признак: в строении, процессах организма или действиях. Затем сопоставьте его с возможной пользой и условиями, в которых эта польза возникает. Последний столбец напоминает, что преимущество не бывает одинаковым при любых обстоятельствах.
Задача 1. У зайцев в одной популяции различается густота зимнего меха. Объясните, почему в холодные зимы особи с более густым мехом могут оставить больше потомства.
Ответ. В холодные зимы зайцы с более густым наследственным мехом могут чаще выживать и размножаться, передавая этот вариант потомкам. Отбор не делает мех гуще у отдельного зайца, а влияет на соотношение наследственных вариантов в популяции.
Задача 2. Укажите форму адаптации и её значение: обтекаемая форма тела рыбы, выделение яда змеёй, замирание животного при опасности.
Ответ. Примеры соответствуют морфологической, физиологической и поведенческой формам. Чтобы определить форму, нужно смотреть не только на функцию признака, но и на то, в чём именно он проявляется.
Задача 3. Окраска насекомого делает его малозаметным на коре деревьев, но заметным на светлом песке. Объясните, почему это показывает относительный характер адаптации и как изменение среды может повлиять на отбор.
Ответ. Окраска полезна на коре, но может быть невыгодна на светлом песке, поэтому её эффект относителен. Изменение среды способно изменить репродуктивный успех носителей разных вариантов и повлиять на их распространённость в популяции.
Для понимания адаптаций нужны знания о наследственной изменчивости, наследовании признаков и размножении организмов. Изменчивость создаёт варианты, наследование позволяет им переходить к потомкам, а размножение определяет, какой вклад особи внесут в следующее поколение. Без этой связи трудно объяснить, почему полезный наследственный признак становится распространённее.
Действие отбора помогает объяснить формирование биоразнообразия: популяции меняются, когда разные наследственные варианты по-разному влияют на успех организмов. Эти изменения связаны с эволюцией и могут участвовать в видообразовании. Поэтому изучение адаптаций показывает один из механизмов, благодаря которым меняется живой мир.
Может ли организм приобрести адаптацию, если ему срочно понадобилось приспособиться?
Отдельная особь не приобретает наследственную адаптацию только из-за возникшей потребности. В популяции уже могут существовать наследственные различия, и носители более подходящих признаков чаще выживают и размножаются. Распространение таких признаков происходит на протяжении поколений.
Чем адаптация отличается от признака, приобретённого в течение жизни?
Адаптация — наследственная особенность, которая передаётся потомству и может распространяться в популяции благодаря отбору. Приобретённый признак или навык появляется в течение жизни особи и обычно не передаётся потомкам. Например, выученное животным действие само по себе не становится наследственной адаптацией.
Почему одна и та же окраска может быть полезной в одной среде и вредной в другой?
Окраска помогает маскироваться только на фоне, с которым она совпадает. На другом фоне животное может стать заметнее для хищников или добычи. Поэтому полезность признака зависит от условий среды.
Как естественный отбор приводит к распространению полезного признака?
Если наследственный признак повышает выживание или успех размножения, его носители в среднем оставляют больше потомства. Потомки могут унаследовать этот признак. Поэтому со временем его вариант встречается в популяции чаще.
Может ли адаптация стать бесполезной после изменения условий среды?
Да. Если условия меняются, прежнее приспособление может хуже помогать выживанию и размножению или даже стать невыгодным. Тогда отбор может благоприятствовать другим наследственным вариантам.
§ 59. Адаптации как результат действия естественного отбора
