§12. Среды обитания. Приспособленность живых организмов к особенностям условии среды

Определения и обозначения

Среда обитания — совокупность условий, в которых живёт организм, и взаимосвязей с другими организмами. Это понятие помогает учитывать не только место, но и всё, что влияет на жизнь существа: например, наличие пищи, врагов и подходящих условий для размножения.

Условия среды — особенности окружающей среды, влияющие на жизнедеятельность организма. Их описание помогает объяснить, почему вид способен жить в одном месте, но не может существовать в другом: у каждого организма есть свои потребности и пределы выносливости.

Экологические факторы — компоненты среды, воздействующие на организмы. Они делятся на абиотические (связанные с неживой природой), биотические (влияние живых организмов) и антропогенные (связанные с деятельностью человека). Такое деление позволяет определить источник воздействия и понять, как он может отразиться на живых существах.

Приспособленность, или адаптация, — особенности строения, жизнедеятельности и поведения, повышающие выживание организма в определённых условиях. Это понятие связывает признаки организма с его образом жизни: оно помогает выяснить, какую пользу даёт особенность именно в данной среде.

Как это устроено

Выделяют водную, наземно-воздушную, почвенную среды и среду, образованную другими организмами, потому что условия жизни в них заметно различаются. Вода плотнее воздуха, почва ограничивает пространство и доступ света, а организм-хозяин даёт обитателю пищу и укрытие, но может защищаться от него. Поэтому особенности, подходящие для одной среды, не обязательно пригодны в другой. Например, способ передвижения рыбы не поможет ей перемещаться по суше.

Абиотические факторы определяют, какие процессы организм способен выполнять и насколько успешно. Температура влияет на скорость жизненных процессов, свет — на фотосинтез и активность животных, а вода необходима для обмена веществ; давление и состав среды тоже ограничивают жизнь. Если фактор выходит за пределы выносливости организма, его рост, размножение или выживание затрудняются. Значение каждого фактора зависит от потребностей конкретного вида.

Живые организмы воздействуют друг на друга, потому что используют общие ресурсы или вступают в тесные связи. При конкуренции соперники борются за пищу, территорию или свет; хищник получает пищу, поедая жертву, а паразит живёт за счёт хозяина и вредит ему. Взаимовыгодные отношения приносят пользу обеим сторонам. Такие связи влияют на численность организмов и на то, где они могут существовать.

Приспособления формируются постепенно, а не появляются потому, что организм намеренно меняет себя. В популяциях есть наследственные различия; если какая-либо особенность помогает оставлять больше потомства, её носители со временем чаще передают её следующим поколениям. Этот процесс называют естественным отбором. Поэтому адаптации связаны с условиями, в которых складывался образ жизни вида, и не являются универсальными решениями для любых ситуаций.

Адаптация проявляется на разных уровнях: в строении тела, работе органов и поведении. Колючки кактуса — пример особенности строения, уменьшение потери воды — работы организма, а уход животного от жары в тень — поведения. Приспособленность относительна, потому что её польза зависит от условий: при перемене климата или исчезновении пищи подходящий прежде признак может стать бесполезным. Успех вида зависит от того, насколько среда соответствует его возможностям.

Среды обитания и основные приспособления организмов

Сопоставляйте в таблице условия среды с трудностями, а затем проверяйте, как пример приспособления помогает их преодолеть. Это показывает связь между особенностью организма и образом жизни, но не означает, что одно приспособление решает все проблемы. У разных видов одной среды могут быть разные адаптации.

Разбор задач

Задача 1. Определите среду обитания рыбы, дождевого червя и паразитического червя и назовите их приспособления. Нужно не просто узнать животное, а связать его признаки с условиями, в которых оно живёт. Сначала определите среду, затем найдите подходящие к ней особенности организма.

1. Рыба обитает в воде. Обтекаемая форма тела и плавники помогают ей передвигаться, а жабры позволяют извлекать кислород из воды.
2. Дождевой червь живёт в почве. Удлинённое гибкое тело помогает двигаться в узких ходах, а влажные покровы связаны с газообменом через поверхность тела.
3. Паразитический червь живёт в организме хозяина. Органы прикрепления помогают удерживаться внутри него, а особенности размножения могут повышать вероятность передачи потомства.

Ответ: рыба приспособлена к водной среде, дождевой червь — к почвенной, паразитический червь — к среде организма-хозяина. Названные признаки полезны именно в соответствующих условиях.

Задача 2. Распределите факторы: освещённость, хищничество, деятельность человека, влажность. Важно определить источник каждого воздействия: неживая природа, живой организм или человек. Тогда классификация не зависит от того, полезен фактор или вреден.

1. Освещённость создаётся светом, а влажность связана с количеством воды в среде. Оба фактора относятся к абиотическим.
2. Хищничество — взаимодействие живых организмов, поэтому это биотический фактор. В нём один организм охотится на другой.
3. Деятельность человека выделяют отдельно как антропогенный фактор. Она может менять условия жизни, например при осушении водоёма или вырубке леса.

Ответ: абиотические факторы — освещённость и влажность; биотический — хищничество; антропогенный — деятельность человека.

Задача 3. Объясните, почему у кактуса редуцированы листья, стебель запасает воду, а корни быстро поглощают влагу. Все три особенности нужно рассматривать как ответ на дефицит воды, а не как независимые признаки. Затем оцените, будут ли они одинаково полезны в любой среде.

1. Редуцированные листья имеют меньшую поверхность, поэтому через них теряется меньше воды. У кактуса фотосинтез выполняет зелёный стебель.
2. Стебель способен запасать воду, что помогает пережить периоды засухи. Быстрое поглощение влаги корнями полезно после редких осадков.
3. Вместе эти признаки повышают шансы растения выжить в сухих условиях. Во влажной среде такое сочетание не обязательно даёт преимущество, а некоторые особенности могут быть менее полезны.

Ответ: признаки кактуса помогают экономить, запасать и быстро получать воду, но их польза связана с засушливой средой и не является абсолютной.

Типичные ошибки

1. Считать средой обитания только место, где находится организм. Так думают, потому что в обычной речи «среда» часто означает окружение или территорию. Но место без сведений об условиях и связях не объясняет, как организм живёт. Проверьте себя: можете ли вы назвать воздействующие факторы и другие организмы, связанные с ним?

2. Путать абиотические и биотические факторы. Ошибка возникает, если делить факторы только на полезные и вредные, а не по их происхождению. Хищничество относится к биотическим факторам, потому что в нём участвуют живые организмы. Чтобы проверить классификацию, спросите, связан ли источник воздействия с неживой природой, живым существом или деятельностью человека.

3. Считать любую особенность организма полезным приспособлением. Не всякий признак обязательно помогает выживанию: его значение нужно связывать с конкретными условиями. Например, густой покров полезен при холоде, но может мешать в жарком климате. Проверьте себя: какую именно трудность среды преодолевает этот признак?

4. Считать приспособленность неизменной и абсолютной. Это заблуждение появляется, когда забывают, что условия жизни могут измениться. Особенность, повышавшая выживание раньше, в новых условиях может утратить пользу или стать помехой. Спросите себя, останется ли признак полезным при смене температуры, влажности или доступности пищи.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания об уровнях организации живого, экосистемах и цепях питания, а также умение отличать живые компоненты природы от неживых. Представление об адаптациях помогает изучать естественный отбор и видообразование: наследственные различия могут влиять на выживание популяций. Знание сред обитания важно и для охраны природы, поскольку изменение человеком условий влияет на распределение организмов. Эти связи помогают объяснять, почему виды встречаются не повсюду.

Что запомнить

• Организм существует в определённой среде обитания и испытывает влияние её факторов.
• Экологические факторы делятся на абиотические, биотические и антропогенные.
• Водная, наземно-воздушная, почвенная среды и среда других организмов различаются условиями жизни.
• Приспособления бывают морфологическими, физиологическими и поведенческими.
• Адаптации повышают вероятность выживания и размножения организма.
• Приспособленность имеет относительный характер и полезна только в определённых условиях.
• Разнообразие адаптаций формируется в процессе естественного отбора.