Influência de fatores de natureza inanimada (abiótica) nos animais. Formas de experimentar condições adversas por organismos vivos (inverno, hibernação, anabiose, migração, etc.) Influência de diferentes fatores para a segunda guerra biológica

Seções: Biologia

Metas: aumentar as áreas de conhecimento dos alunos; aprender a analisar o fenômeno da cessação temporária da atividade vital nos organismos vivos, utilizando-o como meio de adaptação e sobrevivência em condições adversas.

Equipamentos: mesas de moluscos, crustáceos, insetos, peixes, anfíbios, répteis, aves, mamíferos.

A estação do inverno é desfavorável para muitos representantes do mundo animal e vegetal, tanto devido às baixas temperaturas quanto à diminuição acentuada da capacidade de obtenção de alimentos. No curso do desenvolvimento evolutivo, muitas espécies de animais e plantas adquiriram mecanismos adaptativos peculiares para sobreviver em uma estação desfavorável. Em algumas espécies de animais, o instinto de criar reservas de alimentos surgiu e se estabeleceu; outros desenvolveram outra adaptação - a migração. São conhecidos vôos notavelmente longos de muitas espécies de pássaros, migração de algumas espécies de peixes e outros representantes do mundo animal. Porém, no processo de evolução de muitas espécies de animais, outro mecanismo fisiológico perfeito de adaptação foi notado - a capacidade de cair à primeira vista em um estado sem vida, que se manifesta de maneira diferente em diferentes espécies de animais e tem nomes diferentes (anabiose, hipotermia, etc.). Entretanto, todas essas condições são caracterizadas pela inibição das funções vitais do corpo ao mínimo que lhe permite sobreviver a condições adversas. condições de inverno sem comer. Tal estado de morte imaginária cai naquelas espécies de animais que não conseguem se alimentar no inverno e para eles existe o perigo de morte por frio e fome. E tudo isso, desenvolvido no processo de evolução, está sujeito ao estrito expediente natural - a necessidade de preservar a espécie.

A hibernação é um fenômeno generalizado na natureza, apesar de suas manifestações serem diferentes em representantes de determinados grupos de animais, sejam eles animais com temperatura corporal instável (poiquilotérmicos), também chamados de sangue frio, nos quais a temperatura corporal depende da temperatura ambiente, ou animais com temperatura corporal constante (homeotérmicos), também chamados de sangue quente.

Entre os animais com temperatura corporal instável, várias espécies de moluscos, crustáceos, aracnídeos, insetos, peixes, anfíbios e répteis entram em estado de hibernação, e de animais com temperatura corporal constante, várias espécies de aves e muitas espécies de mamíferos.

Como os caracóis hibernam?

Do tipo de corpo mole, muitos tipos de caracóis hibernam (por exemplo, todos os caracóis terrestres). Reunião caracóis de jardim cai em hibernação em outubro e dura até o início de abril. Após um longo período preparatório, durante o qual acumulam os nutrientes necessários em seus corpos, os caracóis encontram ou cavam visons para que vários indivíduos possam invernar juntos no subsolo, onde a temperatura será mantida entre 7 e 8 ° C. Tendo entupido bem os visons, os caracóis descem para o fundo e ficam com a concha aberta. Eles então fecham esse buraco, liberando uma substância viscosa que logo endurece e se torna elástica (semelhante a um filme). Com uma onda de frio significativa e falta de nutrientes no corpo, os caracóis se enterram ainda mais no solo e formam outro filme, criando assim câmaras de ar que atuam como um excelente isolante. Foi estabelecido que durante um longo período de inverno, os caracóis perdem mais de 20% do seu peso, com a maior perda ocorrendo nos primeiros 25-30 dias. Isso se deve ao fato de que todos os processos metabólicos desaparecem gradualmente para atingir o mínimo em que o animal cai quase em um estado de animação suspensa com funções vitais quase imperceptíveis. Durante a hibernação, o caracol não se alimenta, a respiração quase para. Na primavera, quando chegam os primeiros dias quentes e a temperatura do solo chega a 8-10 ° C, quando a vegetação começa a se desenvolver e caem as primeiras chuvas, os caracóis saem de seus abrigos de inverno. Em seguida, começa uma atividade intensiva para restaurar as reservas de alimentos esgotadas em seu corpo; isso se expressa na absorção de uma quantidade enorme de alimentos em relação ao seu corpo.

Caracóis d'água, caracóis de lagoa também entram em estado de hibernação - a maioria deles se enterra no lodo no fundo do reservatório em que vivem.

Onde os lagostins hibernam?

Todo mundo conhece a ameaça popular entre as pessoas: "Vou te mostrar onde os lagostins hibernam!". Acredita-se que esse provérbio tenha surgido na época da servidão, quando os latifundiários, punindo os servos culpados, os obrigavam a pescar lagostins no inverno. Entretanto, sabe-se que isso é quase impossível, já que os lagostins hibernam profundamente enterrados em buracos no fundo dos reservatórios.

Do ponto de vista da taxonomia, a classe dos crustáceos é dividida em duas subclasses - crustáceos superiores e inferiores.

Dos crustáceos superiores, os lagostins de rio, pântano e lago entram em estado de hibernação. Os machos hibernam em grupos em poços profundos no fundo, e as fêmeas sozinhas em martas, e em novembro colam ovos fertilizados em suas pernas curtas, das quais crustáceos do tamanho de formigas eclodem apenas em junho.

Dos crustáceos inferiores, as pulgas d'água (gênero Daphnia) são de interesse. Eles colocam, dependendo das condições, dois tipos de ovos - verão e inverno. Os ovos de inverno têm uma casca forte e são formados quando ocorrem condições de vida desfavoráveis. Para algumas espécies de crustáceos inferiores, a secagem e até o congelamento dos ovos são Condição necessaria para continuar seu desenvolvimento.

Diapausa em insetos

Pelo número de espécies, os insetos superam todas as outras classes. Sua temperatura corporal depende meio Ambiente, que tem um forte efeito na velocidade das influências vitais, e as baixas temperaturas reduzem significativamente essa velocidade. Em temperaturas negativas, todo o desenvolvimento do inseto diminui ou praticamente para. Este estado anabiótico, conhecido como "diapausa", é uma interrupção reversível dos processos de desenvolvimento e é causado por fatores externos. A diapausa ocorre quando as condições são desfavoráveis ​​para a vida e continua durante todo o inverno, até que as condições se tornem mais favoráveis ​​com o início da primavera.

Ofensiva Inverno pega tipos diferentes insetos em diferentes estágios de desenvolvimento, nos quais hibernam - na forma de ovos, larvas, pupas ou formas adultas, mas geralmente cada espécie individual entra em diapausa em um determinado estágio de seu desenvolvimento. Assim, por exemplo, sete pontos joaninha invernos como um adulto.

É característico que o inverno dos insetos seja precedido por uma certa preparação fisiológica de seu corpo, que consiste no acúmulo de glicerol livre em seus tecidos, o que não permite o congelamento. Isso ocorre no estágio de desenvolvimento do inseto em que eles passarão o inverno.

Mesmo com o aparecimento dos primeiros sinais de uma onda de frio no outono, os insetos encontram abrigos confortáveis ​​(sob pedras, sob a casca das árvores, sob folhas caídas em tocas no solo, etc.), onde, após uma nevasca, a temperatura é moderadamente baixo e uniforme.

A duração da diapausa nos insetos está diretamente relacionada às reservas de gordura no corpo. As abelhas não entram em uma longa diapausa, mas ainda a uma temperatura de 0 a 6 ° C, ficam entorpecidas e podem permanecer nesse estado por 7 a 8 dias. Em temperaturas mais baixas, eles morrem.

Também é interessante como os insetos determinam com precisão o momento em que devem sair do estado anabiótico. Cientista N.I. Kalabukhov investigou anabiose em algumas espécies de borboletas. Ele descobriu que a duração da diapausa varia de espécie para espécie. Por exemplo, a borboleta pavão ficou em animação suspensa por 166 dias a uma temperatura de 5,9°C, enquanto o bicho-da-seda precisou de 193 dias a uma temperatura de 8,6°C. Segundo o cientista, até diferenças na área geográfica afetam a duração da diapausa.

Os peixes hibernam?

De forma peculiar, algumas espécies de uma grande classe de peixes se adaptam às baixas temperaturas da água no inverno. A temperatura corporal normal nos peixes não é constante e corresponde à temperatura da água. Com uma queda repentina e acentuada da temperatura da água, os peixes entram em estado de choque. Basta, porém, que a água aqueça e eles rapidamente “ganhem vida”. Experimentos mostraram que peixes congelados ganham vida apenas quando seus vasos sanguíneos não estão congelados.

Originalmente adaptados às baixas temperaturas da água no inverno, alguns peixes que vivem nas águas do Ártico: eles mudam a composição do sangue. Com a diminuição da temperatura da água no outono, os sais se acumulam no sangue em uma concentração característica da água do mar e, ao mesmo tempo, o sangue congela com grande dificuldade (uma espécie de anticongelante).

A partir de peixe de água doce em novembro, carpas, rufos, percas, bagres e outros entram em hibernação. Quando a temperatura da água cai abaixo de 8 - 10°C, esses peixes se deslocam para as partes mais profundas dos reservatórios, escavam grandes grupos no lodo e ali permanecem em estado de hibernação durante todo o inverno.

Algum peixe do mar também tolera frio intenso em estado de hibernação. Assim, por exemplo, o arenque já no outono se aproxima da costa do Oceano Ártico para entrar em estado de hibernação no fundo de alguma pequena baía. A anchova do Mar Negro também passa o inverno nas regiões do sul do mar - na costa da Geórgia, neste momento não está ativa e não consome alimentos. E a anchova Azov antes do início do período de inverno migra para o Mar Negro, onde se reúne em grupos em um estado relativamente sedentário.

A hibernação em peixes é caracterizada por sua atividade extremamente limitada, cessação completa da alimentação e uma diminuição acentuada do metabolismo. Nessa época, seu corpo é sustentado pelas reservas de nutrientes acumuladas devido à alimentação abundante no outono.

hibernação de anfíbios

Em termos de estilo de vida e estrutura, a classe dos anfíbios é transitória entre vertebrados tipicamente aquáticos e animais tipicamente terrestres. Sabe-se que tipos diferentes sapos, tritões, salamandras também passam o inverno desfavorável em estado de estupor, pois são animais com temperatura corporal instável, que depende da temperatura ambiente.

Determinado que hibernação sapos dura de 130 a 230 dias e sua duração depende da duração do inverno.

Nos reservatórios, para hibernar, os sapos se reúnem em grupos de 10 a 20 espécimes, se enterram no lodo, em depressões subaquáticas e outros vazios. Durante a hibernação, os sapos respiram apenas pela pele.

No inverno, os tritões geralmente se aninham sob tocos quentes e podres e troncos de árvores caídas. Se eles não encontrarem "apartamentos" convenientes nas proximidades, ficarão satisfeitos com as rachaduras no solo.

Répteis também hibernam

Da classe dos répteis, quase todas as espécies da nossa fauna entram em estado de hibernação no inverno. Baixo temperaturas de invernoé a principal razão para este fenômeno.

Os quartéis de inverno são geralmente cavernas subterrâneas ou vazios formados em torno de grandes tocos antigos com raízes podres, fendas nas rochas e outros lugares que não são acessíveis aos seus inimigos. Em tais abrigos está indo grande número cobras, formando enormes rolos de cobras. Foi estabelecido que a temperatura das cobras durante a hibernação quase não difere da temperatura ambiente.

A maioria das espécies de lagartos (prado, listrado, verde, floresta, fuso) também hiberna, enterrando-se no solo, em tocas que não são ameaçadas por inundações. Em dias quentes e ensolarados no inverno, os lagartos podem “acordar” e rastejar para fora de seus abrigos de inverno por várias horas para caçar, após o que eles se escondem novamente em suas tocas, caindo em um estado de torpor.

As tartarugas do pântano passam o inverno cavando no lodo dos reservatórios em que vivem, enquanto as tartarugas terrestres sobem a uma profundidade de 0,5 m no solo em alguns abrigos naturais ou buracos de toupeiras, raposas, roedores, cobrindo-se com turfa, musgo e folhas molhadas.

A preparação para o inverno começa em outubro, quando as tartarugas acumulam gordura. Na primavera, com aquecimento temporário, eles acordam, às vezes por uma semana inteira.

Existem pássaros que hibernam no inverno?

A maioria dos animais com temperatura corporal instável, que depende do ambiente, entra em estado de hibernação. Mas, surpreendentemente, muitos animais com temperatura corporal constante, como as aves, também podem hibernar durante as estações desfavoráveis ​​do ano. Sabe-se que a maioria das aves evita as condições adversas do inverno migrando. Até Aristóteles, em sua História dos animais em vários volumes, chamou a atenção para o fato de que “alguns pássaros voam para passar o inverno em países quentes, enquanto outros se refugiam em vários abrigos, onde hibernam.”

A esta conclusão também chegou o grande naturalista sueco Karl Linnaeus, que em sua obra “O Sistema da Natureza” escreveu: “No outono, quando começa o frio, as andorinhas, não encontrando insetos suficientes para se alimentar, começam a buscar abrigo para o inverno nos juncos. leitos ao longo das margens de lagos e rios. ".

O torpor em que caem algumas espécies de aves é bem diferente da hibernação comum a muitos mamíferos. Antes de tudo, o corpo das aves não só não acumula reservas de energia na forma de gordura, mas, ao contrário, consome uma parte significativa delas. Enquanto os mamíferos entram em hibernação, tendo ganho de peso visivelmente, os pássaros perdem muito peso antes do estupor. É por isso que o fenômeno do torpor nas aves, segundo o biólogo soviético R. Potapov, não deveria ser chamado de hibernação, mas de hipotermia.

Até agora, o mecanismo de hipotermia em aves não é totalmente compreendido. A queda das aves em um estado de estupor em condições de vida adversas é uma reação fisiológica adaptativa que foi fixada no processo de evolução.

Quais mamíferos hibernam no inverno?

Assim como nos animais discutidos anteriormente, também nos mamíferos, a hibernação é uma adaptação biológica para sobreviver à estação desfavorável do ano. Embora os animais com temperatura corporal constante geralmente tolerem climas frios, a falta de alimentos adequados no inverno fez com que alguns deles adquirissem e consolidassem gradualmente no curso da evolução esse instinto peculiar - passar uma estação de inverno desfavorável em um estado inativo de hibernação .

Existem três tipos de hibernação de acordo com o grau de torpor:

1) torpor leve, que para facilmente (guaxinins, texugos, ursos, cachorros-guaxinim);

2) estupor completo, acompanhado de despertares periódicos apenas nos dias mais quentes de inverno (hamsters, esquilos, morcegos);

3) verdadeira hibernação incessante, que é um estupor estável e prolongado (esquilos terrestres, ouriços, marmotas, jerboas).

A hibernação de inverno dos mamíferos é precedida por uma certa preparação fisiológica do corpo. Consiste principalmente no acúmulo de reservas de gordura, principalmente sob a pele. Em alguns dorminhocos de inverno, a gordura subcutânea chega a 25% do peso corporal total. Por exemplo, os esquilos terrestres engordam no início do outono, aumentando seu peso corporal três vezes em comparação com o peso da primavera-verão. Antes da hibernação, ouriços e ursos marrons, assim como todos os morcegos, engordam significativamente.

Outros mamíferos, como hamsters e esquilos, não acumulam grandes reservas de gordura, mas armazenam comida em seu abrigo para usar durante seus breves períodos de despertar no inverno.

Durante a hibernação, todas as espécies de mamíferos ficam imóveis em suas tocas, enroladas em uma bola. Portanto, é melhor manter-se aquecido e limitar a troca de calor com o ambiente. Os apartamentos Zimnik de muitos mamíferos são vazios naturais de caules e cavidades de árvores.

Dos mamíferos insetívoros, o ouriço, preparando-se para a hibernação, coleta musgo, folhas, feno em um local isolado e faz um ninho para si. Mas ele “se acomoda” em sua nova casa somente quando a temperatura por muito tempoé mantida abaixo de 10 ° C. Antes disso, o ouriço come fartamente para acumular energia na forma de gordura.

Hibernação ursos marronsé uma leve dormência. Na natureza, no verão, o urso acumula uma espessa camada de gordura subcutânea e, imediatamente antes do início do inverno, instala-se em sua toca para hibernar. Normalmente, o covil está coberto de neve, por isso é muito mais quente por dentro do que por fora. Durante a hibernação, as reservas de gordura acumuladas são utilizadas pelo corpo do urso como fonte de nutrientes, além de proteger o animal do congelamento.

Do ponto de vista fisiológico, a hibernação dos mamíferos é caracterizada pelo enfraquecimento de todas as funções vitais do corpo ao mínimo que lhes permitiria sobreviver às condições adversas do inverno sem comida.

A Mãe Natureza é muito teimosa. Ela sempre tenta vencer quaisquer condições adversas criadas pelas forças implacáveis ​​do nosso planeta, e é em tal condições extremas a engenhosidade do mundo natural pode ser vista em toda a sua glória. Na grande maioria dos casos, a natureza parece ser mais esperta do que qualquer cientista, e inventa formas de sobrevivência que podem servir de inspiração para o desejo do homem de vencer quaisquer condições adversas. Abaixo estão dez exemplos de incríveis adaptações de animais para temperaturas extremas e outras condições adversas:

10 peixes árticos

Os peixes são organismos pecilotérmicos, ou simplesmente, animais de sangue frio, o que significa que quanto mais baixa for a temperatura do espaço que os rodeia, mais difícil é para eles manterem as suas funções metabólicas. Além disso, à medida que a temperatura cai, cristais de gelo se formam nas células de seu corpo e, assim, o animal pode sofrer danos irreparáveis, que eventualmente o levarão à morte. No entanto, apesar do fato de que peixe ártico não podem se dar ao luxo de gerar seu próprio calor, assim como os corpos de focas e outros mamíferos marinhos que vivem na mesma água gelada, eles parecem prosperar, e como eles conseguem fazer isso tem intrigado os cientistas por muito tempo.

A explicação foi encontrada em últimos anos quando foi descoberta uma proteína anticongelante que impede a formação de cristais de gelo no sangue. Porém, o funcionamento exato dessa proteína só foi descoberto há três anos em um estudo da Volkswagen (sim, uma montadora). A proteína impede a formação de gelo nas moléculas que a rodeiam, permitindo assim que as células continuem a sua ciclo da vida. Esse fenômeno é conseguido pelo fato de a proteína desacelerar as moléculas de água, que costumam estar em um estado de movimento contínuo, semelhante a uma dança. Isso evita a formação e quebra de ligações, que são necessárias para a formação de gelo. Uma proteína semelhante foi encontrada em várias espécies de besouros que vivem em altitudes elevadas ou nas proximidades do Círculo Polar Ártico.

9. Congelamento para Sobrevivência


Os peixes do Ártico evitam o congelamento, mas outros animais evoluíram para congelar completamente para sobreviver à estação fria. Por mais paradoxal que pareça, várias espécies de sapos e tartarugas congelam quase completamente e passam o inverno inteiro nesse estado. É curioso que eles congelem até o estado sólido e, se você jogar um sapo congelado, mas vivo, pela janela, ele se quebrará instantaneamente, como se tivesse sido atingido por um pedaço de gelo. Então os sapos milagrosamente degelo de volta a um estado animado durante a primavera. Esta excelente forma de sobrevivência no inverno se deve ao fato de que a uréia e a glicose (que se forma a partir da conversão do glicogênio hepático que ocorre antes do congelamento) limitam a quantidade de gelo e reduzem o encolhimento osmótico das células, que de outra forma levaria à morte do animal. Em outras palavras, o açúcar permite que o sapo sobreviva. No entanto, há um limite para sua resiliência: embora pareçam completamente sólidos quando congelados, os animais podem não sobreviver se mais de 65% de sua água corporal congelar.

8. Calor químico


Ainda estamos no mundo dos animais de sangue frio. A maioria de nós aprendeu nas aulas de física que quanto menor um objeto, mais difícil é para ele reter o calor. Além do mais, sabemos que animais de sangue frio tendem a ser bastante letárgicos e capazes apenas de curtos surtos de energia. No entanto, os insetos, apesar de serem animais pecilotérmicos, são muito ativos e obtêm sua energia gerando calor corporal por meios químicos e mecânicos, geralmente por meio de movimentos musculares rápidos e constantes. Podemos traçar um paralelo entre os insetos e o aquecimento de um motor a diesel no inverno antes de ligá-lo. Eles fazem isso não só para gerar a energia necessária para manter o vôo, mas também para se proteger do frio no inverno, por exemplo, as abelhas se amontoam e tremem para não congelar.

7. Enquistamento


Protozoários, bactérias e esporos, assim como alguns nematóides, usam o encistamento (que é entrar em animação suspensa e ser separado do mundo exterior por uma parede celular rígida) para suportar condições adversas por longos períodos de tempo. Períodos de tempo muito longos.

Na verdade, é por isso que o encistamento é uma das conquistas mais notáveis ​​do mundo natural: os cientistas conseguiram trazer de volta à vida bactérias e esporos com milhões de anos - o mais antigo dos quais tinha cerca de 250 milhões de anos (sim, era mais velho que os dinossauros). Encystation pode muito bem ser a única maneira de Park jurássico pode se tornar uma realidade. Por outro lado, imagine o que aconteceria se os cientistas revivessem um vírus que corpo humano Sem proteção...

6. Radiadores naturais


Manter a calma é um problema em áreas tropicais, especialmente quando se trata de animais maiores ou mais enérgicos. Os radiadores naturais são método eficaz reduzir a temperatura corporal: por exemplo, as orelhas de elefantes e coelhos estão cheias de vasos sanguíneos e ajudam os animais a resfriar seus corpos no calor. Coelhos que vivem em regiões árticas têm orelhas muito menores, assim como mamutes lanosos a natureza fez suas orelhas pequenas para protegê-los do frio. Radiadores também foram encontrados no mundo pré-histórico, em animais como os Dimetrodons que viveram durante o período Permiano ou, segundo alguns cientistas, em dinossauros pertencentes à família Stegosaurus, cujas placas eram saturadas com vasos para facilitar a troca de calor.

5. Megatermia


Muito tamanho grande pode ser uma desvantagem para as criaturas que vivem em áreas tropicais, pois precisam constantemente baixar a temperatura do corpo. No entanto, em águas frias, grandes criaturas de sangue frio podem prosperar e ser bastante enérgicas. O pré-requisito para isso é o tamanho: a megatermia é a capacidade de gerar calor a partir da massa corporal, fenômeno encontrado em couros tartarugas marinhas(a maioria grandes tartarugas do mundo), ou em grandes tubarões como o grande Tubarão branco ou tubarão mako. Esse aumento na temperatura corporal permite que essas criaturas sejam bastante enérgicas em águas frias - além disso, as tartarugas marinhas são os répteis mais rápidos da Terra, capazes de atingir velocidades de até 32 quilômetros por hora em uma corrida curta.

4. Mudando as propriedades do sangue


Para sobreviver em condições extremas, alguns animais desenvolveram diferentes tipos de composição sanguínea: por exemplo, o cachalote e o ganso da montanha da Ásia. Ambas as espécies têm a estranha capacidade de armazenar muito mais oxigênio em suas células sanguíneas do que outros animais. No entanto, eles precisam dele por vários motivos: o cachalote tem que prender a respiração por muito tempo devido ao fato de mergulhar a grandes profundidades em busca de comida. O ganso da montanha precisa manter um vôo vigoroso sobre o Himalaia cadeia de montanhas, e nas altitudes em que voa, há muito pouco oxigênio no ar.

3. Adaptação respiratória


Nas regiões tropicais e equatoriais, a mudança das estações pode ser catastrófica para muitos animais. A estação das chuvas pode significar inundações freqüentes, em que muitos animais terrestres perdem a vida, enquanto a estação seca significa que não há água, o que é naturalmente ruim para todos. Entre os animais que a natureza fez de tudo para garantir sua sobrevivência estão os peixes que respiram ar. Muitos de nós já ouvimos falar do peixe pulmonado, um peixe pulmonado que cria um saco viscoso para se proteger da seca, mas algumas espécies de bagres e enguias não apenas respiram ar, mas também são capazes de viajar em terra entre os corpos d'água. Esses peixes são capazes de obter oxigênio do ar não através de seus pulmões ou brânquias, mas através do uso de áreas especiais de seus intestinos.

2. A vida no inferno


Desde a sua descoberta, as fontes hidrotermais refutaram muitas das teorias que os cientistas apresentaram sobre o mar profundo. vida marinha. A temperatura da água ao redor dessas aberturas excede o ponto de ebulição, mas a pressão absoluta da água nessas profundidades impede a formação de bolhas. Fontes hidrotermais emitem constantemente sulfeto de hidrogênio, que é altamente tóxico para a maioria das formas de vida. No entanto, esses buracos do inferno são frequentemente cercados por colônias de vários organismos naturais, a maioria dos quais aparentemente prosperam em um mundo tóxico e sem sol. Essas criaturas conseguiram lidar com a falta de luz solar (que sabemos ser uma parte importante para a maioria das formas de vida, pois desencadeia a síntese de vitamina D) e temperaturas incrivelmente altas. Dado que muitas das criaturas do fundo do mar que vivem em torno das fontes são bastante primitivas do ponto de vista evolutivo, os cientistas estão atualmente tentando descobrir se essas fontes foram as condições reais para a origem da vida, que apareceu pela primeira vez há cerca de 3,5 bilhões de anos. .

1. Colonização corajosa


Vale ressaltar que este item de nossa lista ainda não possui uma explicação científica: Uma espécie de papagaio endêmica da Nicarágua, o mexicano Aratinga holochlora nidifica na cratera do vulcão Masaya. A parte difícil de explicar é que a cratera está constantemente liberando gases sulfurosos, que são bastante mortais. Como esses papagaios conseguem se aninhar em um ambiente que pode facilmente matar humanos e outros animais em questão de minutos ainda é um mistério para os cientistas, e prova que a mãe natureza, em sua determinação de conquistar espaços, não tem medo de nenhum obstáculo. . Enquanto a fauna que vive perto das chaminés do mar profundo teve milhões de anos de evolução para se adaptar à vida em tais condições, os papagaios verdes da cratera do vulcão Masaya começaram a adotar esse modo de vida recentemente em termos de evolução. Ao estudar essas espécies ousadas, pode-se entender melhor como funciona o milagre do universo, a evolução, assim como Charles Darwin observou os tentilhões das Ilhas Galápagos durante sua viagem a bordo do Beagle.

"Como os diferentes animais comem" - Formas de alimentar os diferentes animais. Herbívoros são animais que precisam de alimentos vegetais. Jogo de confusão. Aqui está um cervo tímido na beirada, ele não tem preguiça de arrancar a grama. Que predador terrível. Todas as borboletas são caracterizadas pela presença de uma longa probóscide móvel. Excursão fascinante. Lagostim. Tipos de dentes. Abelha. Estamos no prado. Animais. Prudovik. Como uma baleia come? Esses animais são ajudados a se alimentar por dentes que mordem.

"Doenças de pele em animais" - Fatores endógenos. Úlcera. barreira de granulação. Dermatite verrucosa. Furúnculo em cão. Sinais clínicos. Dermatite da região interdigital. Furúnculos em um cão. Cicatriz. Eritema. Seborréia. Hidradenite. Vermelhidão aparece ao redor do cabelo. Estado inicial eczema. Tratamento local. Ocorre inchaço significativo. Eczema reflexo. Doenças de pele. Eczema. Diagrama de formação de eczema. Bolha. diagrama de foliculite.

"Trematodoses" - Helmintos. alterações patológicas. Prevenção. Ovos trematódeos. Forma geral trematódeos. patogênese e imunidade. Biologia do desenvolvimento. Patógenos. Fontes de propagação da invasão. Patogênese. Ursovermit. Trematodoses. Parafistomatose. Fasciolíase. Bitionol. Fáscia comum. Animal caído. Fascíola gigante. Diagnóstico de tempo de vida. Adolescência. Polytrem. Niclosamida. Fascíola vulgaris. Biologia do desenvolvimento dos parafistomados.

"Tipos de cores protetoras" - O mimetismo coletivo é eficaz. mimetismo coletivo. corpo transparente. Mímica Muller. Mimetismo. Coloração protetora (enigmática). Considere os animais. Olhos. Dissecando a coloração. Coloração de advertência. Maior efeito. Coloração ameaçadora. natureza relativa ginástica. Mimésia. Tipos de cores protetoras de animais. Exemplos de camuflagem ocular. mimetismo clássico. Exemplos de coloração de advertência.

"Mudanças sazonais na vida animal" - besouro do colorado. Migrações. Dormência. Perguntas do livro didático. Hibernação e torpor. Migrações rena. Sinais. Borboleta. Bastão. Conjunto morcegos. Mudanças sazonais na vida animal. Hibernação. Voos de pássaros. condições ambientais.

Adaptação- esta é uma adaptação do corpo às condições ambientais devido a um complexo de características morfológicas, fisiológicas e comportamentais.

Diferentes organismos se adaptam condições diferentes ambiente e, como resultado, amante da umidade hidrófitas e "portadores secos" - xerófitas(Fig. 6); plantas de solo salino halófitas; plantas tolerantes à sombra ciófitos), e requerendo luz solar total para o desenvolvimento normal ( heliófitas); animais que vivem em desertos, estepes, florestas ou pântanos são noturnos ou diurnos. Grupos de espécies com uma atitude semelhante às condições ambientais (ou seja, vivendo nos mesmos ecótopos) são chamados grupos ambientais.

A capacidade de adaptação a condições adversas em plantas e animais diferem. Devido ao fato de os animais serem móveis, suas adaptações são mais diversas do que as das plantas. Os animais podem:

- evitar condições adversas(os pássaros da fome e do frio do inverno voam para climas mais quentes, veados e outros ungulados vagam em busca de comida, etc.);

- cair em animação suspensa - um estado temporário em que os processos vitais são tão desacelerados que suas manifestações visíveis estão quase completamente ausentes (estupor de insetos, hibernação de vertebrados, etc.);

- adaptar-se à vida em condições adversas (a pelagem e a gordura subcutânea os protegem da geada, os animais do deserto possuem dispositivos para uso econômico de água e resfriamento, etc.). (Fig. 7).

As plantas são inativas e levam um estilo de vida apegado. Portanto, apenas as duas últimas variantes de adaptações são possíveis para eles. Assim, as plantas são caracterizadas por uma diminuição na intensidade dos processos vitais em períodos desfavoráveis: perdem as folhas, hibernam na forma de órgãos dormentes enterrados no solo - bulbos, rizomas, tubérculos e permanecem no estado de sementes e esporos no solo. Nas briófitas, toda a planta tem capacidade de anabiose, que, em estado seco, pode persistir por vários anos.

A resistência das plantas a fatores adversos aumenta devido a mecanismos fisiológicos especiais: mudanças na pressão osmótica nas células, regulação da intensidade da evaporação com a ajuda de estômatos, uso de membranas "filtrantes" para absorção seletiva de substâncias, etc.

Organismos diferentes desenvolvem adaptações em taxas diferentes. Eles ocorrem mais rapidamente em insetos que podem se adaptar à ação de um novo inseticida em 10 a 20 gerações, o que explica o fracasso do controle químico da densidade populacional de insetos-praga. O processo de desenvolvimento de adaptações em plantas ou pássaros ocorre lentamente, ao longo dos séculos.

As mudanças observadas no comportamento dos organismos geralmente estão associadas a características ocultas que eles tinham, por assim dizer, "em reserva", mas sob a influência de novos fatores apareceram e aumentaram a resistência das espécies. Tais características ocultas explicam a resistência de algumas espécies arbóreas à ação da poluição industrial (álamo, larício, salgueiro) e de algumas espécies de ervas daninhas à ação de herbicidas.

A composição de um mesmo grupo ecológico geralmente inclui organismos que não são semelhantes entre si. Isso se deve ao fato de que diferentes tipos de organismos podem se adaptar ao mesmo fator ambiental de maneiras diferentes.

Por exemplo, eles experimentam o frio de maneira diferente de sangue quente(eles são chamados endotérmico, das palavras gregas endon - dentro e tere - calor) e a sangue frio (ectotérmico, do grego ectos - fora) organismos. (Fig. 8.)

A temperatura corporal dos organismos endotérmicos não depende da temperatura ambiente e é sempre mais ou menos constante, suas flutuações não excedem 2–4 geadas severas e o calor mais intenso. Esses animais (aves e mamíferos) mantêm sua temperatura corporal pela produção interna de calor com base no metabolismo intensivo. Eles mantêm o calor do corpo à custa de “casacos de pele” quentes feitos de penas, lã, etc.

Fisiológico e adaptações morfológicas são complementados comportamento adaptativo(selecção de locais protegidos do vento para pernoitar, construção de tocas e ninhos, pernoites em grupo com roedores, grupos próximos de pinguins aquecendo-se uns aos outros, etc.). Se a temperatura ambiente for muito alta, os organismos endotérmicos são resfriados por adaptações especiais, por exemplo, pela evaporação da umidade da superfície das membranas mucosas. cavidade oral e superior trato respiratório. (Por isso, no calor, a respiração do cachorro acelera e ele mostra a língua.)

A temperatura corporal e a mobilidade dos animais ectotérmicos dependem da temperatura ambiente. Insetos e lagartos tornam-se letárgicos e inativos em clima frio. Ao mesmo tempo, muitas espécies animais têm a capacidade de escolher um local com condições favoráveis ​​​​de temperatura, umidade e luz solar (lagartos se aquecem em lajes de pedra iluminadas).

No entanto, a ectotermia absoluta é observada apenas em organismos muito pequenos. A maioria dos organismos de sangue frio ainda é capaz de regular mal a temperatura corporal. Por exemplo, em insetos que voam ativamente - borboletas, abelhas, a temperatura do corpo é mantida em 36–40 ° C, mesmo com temperaturas do ar abaixo de 10 ° C.

Da mesma forma, espécies do mesmo grupo ecológico em plantas diferem em sua aparência. Eles também podem se adaptar às mesmas condições ambientais jeitos diferentes. Assim, diferentes tipos de xerófitas economizam água de maneiras diferentes: algumas têm membranas celulares espessas, outras têm pubescência ou revestimento de cera nas folhas. Algumas xerófitas (por exemplo, da família labiaceae) emitem pares óleos essenciais, que os envolvem como um "cobertor", o que reduz a evaporação. O sistema radicular de alguns xerófitos é poderoso, penetra no solo a vários metros de profundidade e atinge o nível freático (espinho de camelo), enquanto outros têm um sistema superficial, mas altamente ramificado, que permite coletar a água da precipitação.

Entre as xerófitas, há arbustos com folhas duras muito pequenas que podem cair no próprio tempo seco ano (arbusto caragana na estepe, arbustos do deserto), relvados com folhas estreitas (erva de penas, festuca), suculentos(do latim suculento - suculento). As suculentas têm folhas ou caules suculentos que armazenam água e toleram facilmente temperaturas altas ar. Suculentas incluem cactos americanos e crescendo em Desertos da Ásia Central saxaul. Eles têm um tipo especial de fotossíntese: os estômatos abrem por um curto período de tempo e somente à noite, nessas horas frias, as plantas armazenam dióxido de carbono, e durante o dia o utilizam para a fotossíntese com os estômatos fechados. (Fig. 9.)

Uma variedade de adaptações para sobreviver a condições desfavoráveis ​​em solos salinos também é observada em halófitas. Entre elas existem plantas que são capazes de acumular sais em seus corpos (soleros, suecos, sarsazan), secretar sais em excesso na superfície das folhas com glândulas especiais (kermek, tamariks), “manter” os sais fora de seus tecidos devido à a “barreira da raiz” impermeável aos sais "(absinto). Neste último caso, as plantas devem se contentar com pouca água e têm a aparência de xerófitas.

Por isso, não é de se estranhar que nas mesmas condições existam plantas e animais diferentes entre si, que se adaptaram a essas condições de maneiras diferentes.

perguntas de teste

1. O que é adaptação?

2. Devido a que animais e plantas podem se adaptar a condições ambientais adversas?

2. Dê exemplos de grupos ecológicos de plantas e animais.

3. Conte sobre vários dispositivos organismos experimentam as mesmas condições ambientais adversas.

4. Qual a diferença entre as adaptações a baixas temperaturas em animais endotérmicos e ectotérmicos?

Comportamental - migração de aves, migração de ungulados em busca de alimento, escavação na areia, solo, neve, etc.

Fisiológico - uma diminuição acentuada na atividade dos processos vitais - anabiose (fases de repouso em invertebrados, cessação da atividade dos répteis durante Baixas temperaturas, hibernação de mamíferos).

Morfológico - pelagem de lã e gordura subcutânea em animais de clima frio, uso econômico de água em animais de deserto, etc.

Exemplos de adaptações.

Temperaturaé um dos principais fatores que afetam diretamente todos os organismos.

Animais ectotérmicos (poiquilotérmicos, de sangue frio).

Tudo, exceto pássaros e mamíferos. Tipo passivo de adaptação à temperatura.

Nível baixo metabolismo. Principal fonte recebimento de energia térmica - externa. A atividade depende da temperatura ambiente.

Animais endotérmicos (homeotérmicos, de sangue quente).

Aves e mamíferos. Tipo ativo de adaptação à temperatura. Eles recebem calor devido à sua própria produção de calor e são capazes de regular ativamente a produção de calor e seu consumo (a presença de termorregulação química devido à liberação de calor, por exemplo, durante a respiração, e termorregulação física devido ao calor- estruturas isolantes (gordura, penas, pêlos))

"Regra de Allen".

Quão clima mais frio, quanto mais curtas as partes salientes do corpo (por exemplo, as orelhas).

Exemplo: Raposa ártica em latitudes polares, Raposa vermelha em latitudes temperadas, raposa Fennec africana.

Regra de Bergman.

Animais da mesma espécie em diferentes condições climáticas têm pesos diferentes: são maiores em climas frios e menores em climas quentes.

Exemplo: pinguim imperador- o maior - vive na Antártica,

O pinguim de Galápagos - o menor - vive no equador.

"Regra de Gloger".

Raças geográficas de animais em regiões quentes e úmidas são mais pigmentadas (ou seja, os indivíduos são mais escuros) do que em regiões frias e secas.

Exemplo: Urso polar, urso pardo.

Adaptações das plantas para sobreviver a condições adversas.

Morfológico - queda de folhas, hibernação de órgãos perenes (bulbos, rizomas, tubérculos) no solo, preservação na forma de sementes ou esporos.

Fisiológico - teor de sal no corpo de halófitas, características metabólicas, secura "fisiológica" de plantas de pântano.

Comportamental -"Escape" de condições adversas no tempo: um curto período de vegetação (efêmeras e efêmeras).

Bilhete número 10

Formas de vida e exemplos.

forma de vida- a aparência externa (fisionômica) do organismo, um complexo de características morfológicas, anatômicas, fisiológicas e comportamentais, que reflete sua adaptabilidade geral às condições ambientais.

Sistema de formas de vida das plantas.

Fanerófitas -árvores.

Hamefitas - arbustos.

Hemicriptófitos - arbustos.

Geófitos - ervas perenes.

Terófitos - ervas anuais.

Hidrófitas - plantas aquáticas.

Estilo de vida solitário.

Indivíduos de populações são independentes e isolados uns dos outros.

Característica em certas fases do ciclo de vida.

Exemplo: joaninha, besouro preto.

A existência completamente solitária de organismos não ocorre na natureza.

Estilo de vida familiar.

As relações são estabelecidas entre os pais e seus filhos.

Cuidar da prole;

Propriedade do lote.

Exemplo: Urso, Tigres.

Rebanhos.

Associações temporárias de animais que exibem organização biologicamente útil de ações.

As mochilas facilitam o desempenho de quaisquer funções na vida da espécie, proteção contra inimigos, alimentação, migração.

O cardume é mais amplamente distribuído entre pássaros e peixes; em mamíferos, é característico de muitos caninos.

Rebanhos.

Associações de animais mais longas e permanentes em comparação com as matilhas.

A base do comportamento de grupo em rebanhos é a relação de domínio - submissão.

Colônias.

Assentamentos em grupo de animais sedentários.

Eles podem existir por muito tempo ou ocorrer apenas na época de reprodução.

Exemplo: assentamentos coloniais de pássaros, insetos sociais.