Kiekvieno organizmo buveinė randasi tam tikroje fizinėje- cheminėje aplinkoje. Sią aplinką galima traktuoti kaip ekologinių abiotinių veiksnių visumą. Trumpai apzvelgsime esminius pirmo reiksmingumo negyvosios aplinkos veiksnius: temperatūrą, drėgmę, sviesą. Organizmų egzistencijai sie abiotiniai veiksniai daznai turi didelę tikimybę tapti limituojančiais.
|
Tempera-tūra kaip ekologinis veiksnys. Organizmų prisitaiky-mas prie nepalan-kios tempera-tūros. |
Įvairiose zemės pavirsiaus vietose temperatūra svyruoja nuo -60○ C (Sibire) iki +80○C (dykumose).Dauguma organizmų rūsių yra prisitaikę gyventi aplinkoje, kurioje temperatūrų svyravimų diapazonas yra siauresnis. Temperatūra - tai veiksnys potencialiai galintis tapti limituojančiu bet kokiam organizmui, nes visi fiziologiniai procesai ir biocheminės reakcijos gali vykti tik tam tikroje temperatūroje ir dazniausiai teigiamoje. Tačiau kai kurie organizmai anabiozėje gali pakelti labai zemas temperatūras, o tam tikri mikroorganizmai- karstų saltinių dumbliai ir bakterijos isgyvena ir dauginasi netoli virimo temperatūros. Vandenyje temperatūros svyruoja maziau negu sausumoje, todėl vandens organizmų tolerancijos sritis temperatūros atzvilgiu yra siauresnė. Virsutinė gyvybei pakeliama temperatūros riba yra gyvų baltymų kresėjimas. 60-70○C yra negrįztamo jų pakitimo temperatūra, kuriai esant baltymų vandeniniai tirpalai koaguliuoja. Tačiau įvairių organizmų siluminės koaguliacijos riba skirtinga. Tai priklauso nuo drėgmės kiekio. Samanos pakelia aukstą temperatūrą sausame ore, bet drėgnoje atmosferoje per parą zūva prie 40○C. Kalbant apie zemas temperatūras, gyvybės procesai augaluose vyksta tol, kol neuzsąla protoplazma, t.y. kol ląstelėse nesusidaro ledas. O augalai uzsąla gerokai zemesnėje kaip 0○C temperatūroje. Tai paaiskinama didesne sulčių koncentracija. Tačiau ziemą augalai turi visuomet problemą su vandeniu. Dėl kvėpavimo augalai, nors ir lėčiau transpiruoja, tačiau vandens is susalusio dirvozemio paimti negali. Ir nors ziemą lapuočiai medziai lapus numeta, tačiau jie transpiruoja stipriau uz spygliuočius. Todėl vaismedziai kartais ziemą gali zūti dėl vandens trūkumo, t.y. neprisitaikymo prie ilgai trunkančių salčių. Metų ir paros bėgyje temperatūros ir sviesos kaitos ritmai kartu su 15115n1322p potvyniais- atoslūgiais bei drėgmės kitimu apsprendzia augalų ir gyvūnų aktyvumą. Esant skirtingam prisitaikymo laipsniui pagal plastiskumą temperatūros atzvilgiu organizmai skirstomi į euriterminius ir stenoterminius. Euriterminiai organizmai, pakeliantys didelius temperatūros svyravimus, yra dykumų ir aukstikalnių, bei vidutinių platumų augalai ir gyvūnai. Priesinga grupė- stenoterminiai organizmai, kurie gali gyventi tik prie tam tikros temperatūros. Jų temperatūrų svyravimo diapazonas siauras, pavyzdziui atogrązų gyventojai. |
Pagal reakciją į aplinkos temperatūrą visi organizmai skirstomi į "siltakraujus" ir "saltakraujus". Pirmiesiems priklauso pauksčiai ir zinduoliai, kurie pasizymi pastovia kūno temperatūra ir yra vadinami endotermais, tai yra organizmais, kurių kūnas susyla nuo viduje gaminamos silumos. Antrieji- "saltakraujai" gyvūnai, augalai, grybai ir mikroorganizmai vadinami ektotermais. Sie organizmai įsyla, veikiant isoriniam silumos saltiniui, kitaip tariant, sių organizmų temperatūra keičiasi kartu su aplinkos. Organizmai, nesugebantys atsispirti aplinkos poveikiui, vadinami konformistais, o tie kurie atsakomųjų reakcijų dėka visiskai arba bent dalinai kompensuoja neigiamą poveikį - reguliatoriais. Jeigu panagrinėtume aplinkos temperatūros poveikį, tai, pavyzdziui, atsalus orams, organizmai praranda judrumą, smarkiai sulėtėja jų metabolizmas, vystymosi ir augimo greitis. Tai tipiskas aplinkos poveikis konformistams, t.y. įvairiems vabzdziams, ropliams, zuvims, augalams, kurie pagal reakciją į aplinkos temperatūrą yra ektotermai. Tačiau ne visos zuvys yra konformistės, daugelis jų sugeba reguliuoti savo medziagų apykaitą, neziūrint į aplinkos temperatūrų kaitą. Juk daugelis Lietuvos zuvų ziemą bei saltesnių zonų zuvys beveik tokios pat greitos ir vikrios kaip ir vasarą ar siltesnėse zonose. Lengva įsitikinti, kad sezoniniai fiziologiniai persitvarkymai yra palyginti greiti, priderinant fiziologinius optimumus prie konkrečių vienos ar kitos vietovės sąlygų. Taigi, nors ektotermai yra konformistai kūno temperatūros atzvilgiu, kuri keičiasi kartu su aplinkos temperatūriniais pokyčiais, tačiau sie organizmai tam tikru mastu medziagų apykaitos ir judėjimo aktyvumo poziūriu pasizymi neblogomis reguliatoriams būdingomis savybėmis. Tai leidzia ektotermams nors dalinai stabilizuoti metabolizmą ir būti pakankamai aktyviais atvėsus orams ir saltame vandenyje.
|
Ektotermai |
Kokie konkretūs mechanizmai glūdi sio prisitaikymo esmėje? Nėra ektotermų, kurie vienaip ar kitaip nereaguotų į atsalimą. Dazniausiai sios atsakomosios reakcijos yra naudingos organizmui jo gyvybingumo palaikymui. Pavyzdziui, kaip minėta anksčiau, augalų audiniai isvengia suledėjimo, sumazindami savyje vandens ir padidindami cukraus ir riebalinių medziagų kiekį. Sį procesą botanikai vadina augalų uzsigrūdinimu. Tai dazniausia preadaptacija ir ji vyksta dar gerokai pries uzeinant salčiams. Tai metų laikų kaitos rezultatas vidutinio klimato juostoje, nes sis pasikartojimas vyksta jau daugelį milijonų metų. O kokiu būdu saltu metų laiku arba saltuose krastuose gyvenantiems saltakraujams gyvūnams pavyksta neprarasti biologinio aktyvumo? Biocheminiai tyrimai rodo, kad saltų geografinių rajonų ektotermai turi efektyvesnius fermentus, kurie apsprendzia tos pačios funkcijos (pvz.: judėjimo, metabolizmo) vykdymą, lyginant su siltesnių rajonų ektotermų isskiriamais fermentais. Palyginus su endotermų isskiriamais fermentais, vykdančiais tą pačią funkciją, pastarųjų efektyvumas dar mazesnis. Taigi, į atsalimą organizmai reaguoja didindami fermentų koncentraciją ląstelėse arba pradėdami sintetinti efektyvesnius fermentus, kurie pasizymi didesniu aktyvumu zemose temperatūrose. Kaip matome ektotermai turi ne tik isorinius, bet ir vidinius silumos saltinius ir būtų neteisinga teigti, kad jie visiskai nesugeba reguliuoti savo kūno temperatūros. Vis dėlto kaip liudija ektotermų pavadinimas, jie kūno įsildymui naudoja isorinius silumos saltinius: orams atsalus, jie mėgsta kaitintis saulėje, o per didelius karsčius- slepiasi sesėlyje ar slėptuvėje. Is tikrųjų sie saltakraujai gyvūnai naudojasi savo sugebėjimu susirasti palankiausią temperatūrinę zoną ir tai yra vienas is būdų reguliuoti savo kūno temperatūrą, kuo ilgiau būnant optimalesnėje aplinkoje. Tačiau net ir ektotermai turi vidinį silumos saltinį. Tai nuolatinis kvėpavimo procesas, kurio metu issiskiria siluma. Gyvame organizme nė sekundei nenutrūksta medziagų apykaitą vykdančios reakcijos, kurioms vykti būtinas nuolatinis energijos pritekėjimas. Jei organizmas neauga, netunka ir nesidaugina, visa asimiliuota energija sunaudojama kvėpavimui. Kvėpavimo metu pagaminamas silumos kiekis nėra toks jau mazas, tačiau sios silumos (metabolinės silumos) ektotermuose pasigamina nepakankamai. Augalai kvėpuodami pakelia savo vidinę temperatūrą ne daugiau 1○C, o dazniausiai netgi maziau. Tiesa, yra isimčių. Pavyzdziui, Philodendron zieduose pasigamina tiek metabolinės silumos, kad jų viduje nepriklausomai nuo orų visada silta. |
Ziemos neigiamoms temperatūroms augalai ruosiasi is anksto. Lapuočių medzių maisto medziagos isgabenamos is lapų, po to lapai nukrinta ir atsarginės medziagos susikaupia ziemojančiuose organuose. Temperatūrai nukritus iki 0○ C ir zemiau, vieni medziai krakmolą perdirba į cukrų, kiti į riebalus ir sių medziagų padaugėja zievėje. Zoliniai augalai prie klimato sezoninių svyravimų prisitaiko įvairiai. Vienmečiai perziemoja sėklų pavidale, kiti, kai jų antzeminės dalys nunyksta, perziemoja po zeme. Augalų slėpimasis po zeme vadinamas geofilija. Prie aukstų ir zemų temperatūrų, didelių temperatūrinių svyravimų labiau prisitaikę augalai, nes jie negali judėti ir pasislėpti, kaip tai daro dauguma gyvūnų. Augalų adaptaciniame procese dominuoja fiziologinis, biocheminis, morfologinis prisitaikymai. Tačiau kai kurios prisitaikomosios augalų reakcijos taip pat gali būti elgseninio pobūdzio. Pavyzdziui, atogrązų miskuose medziai per karsčius lapus pasuka sonu, taip sumazindami saulės radiacijos kiekį tenkantį lapo pavirsiui. Augalai prisitaikydami prie aukstų temperatūrų įgijo įvairias morfologines adaptacijas: lapai apauga plaukeliais, pagerinančiais termoizoliacines savybes arba tampa blizgančiais, tokiu būdu atspindėdami saulės spindulius. Augalams taip pat būdingi vidiniai morfologiniai pakitimai, kai įgyjamos karsčiui atsparios ląstelės ir audiniai, t.y. pakinta jų protoplazma. Fiziologinėms- biocheminėms adaptacijoms galima priskirti ziotelių, gaminančių eterines medziagas, susiformavimą, nes per karsčius garuodamas eteris labiau vėsina negu vanduo.
Skirtingai nuo "saltakraujų", zinduoliai ir pauksčiai yra "siltakraujai", tai yra pastovios temperatūros organizmai. Kad ir kaip besikeistų aplinka jų temperatūra mazai tepasikeičia. Normali zinduolių temperatūra 36-37○C, o pauksčių 39-40○C. Orams atsalus, siltakraujai aplinkai atiduoda daugiau silumos nei iki tol, ir kuo didesnis saltis, tuo didesnis silumos praradimas. Ir atvirksčiai, per didelius karsčius, kai aplinkos temperatūra tampa didesnė uz kūno, sių organizmų vidinė temperatūra taip pat kyla. Taigi, tiesioginis temperatūros poveikis "siltakraujams" kaip ir "saltakraujams" pasireiskia arba silumos praradimu, atvėsus orams ar atėjus salčiams, arba, atvirksčiai, jos gavimu esant karsčiams.
|
Endotermai |
Kokiu būdu "siltakraujai" palaiko pastovią kūno temperatūrą, t.y. atlieka termoreguliaciją, kuri pasireiskia vidinės temperatūros nepriklausomybe nuo isorinės? Kaip ir bet kokioje adaptacijoje atsakomųjų reakcijų vaidmuo yra palaikyti kūno temperatūrą normos ribose. "Siltakraujų" metabolizmas spartėja ne tik didelių karsčių metu (tai įprasta ir "saltakraujams"), bet ir orams atvėsus bei atsalus. Endotermams būdinga pasyvioji ir aktyvioji termoreguliacija. Pasyvi termoreguliacija pasizymi tuo, kad atsiauraus klimato "siltakraujai" turi kur kas geresnį kailį ir storesnį poodinį riebalų sluoksnį. Arkties zonoje gyvenantis baltasis tetervinas yra sviesiai rudas vasarą, o ziemą tampa baltas kaip sniegas. Jo zieminis apdaras tankesnis uz pavasarinį, tad ir jo izoliacinės savybės yra geresnės. Greta to "siltakraujų" organizme vyksta ir kiti maziau matomi arba nematomi vidiniai persitvarkymai, kurių dėka yra palaikoma būtina kūno temperatūra, taupant energiją siuo sunkiu metų laiku. Tai aktyvioji termoreguliacija. Aktyvios termoreguliacijos mechanizmų įvairovė yra labai didelė, tačiau atsalus orams, zinduoliams yra būdingi keli pagrindiniai. Sie organizmai tiek grynai cheminiu būdu, tiek retsykiais nevalingo raumenų susitraukinėjimo dėka (drebulys) gamina daugiau metabolinės silumos. Taip pat jie nustoja prakaituoti ir lekuoti, pasiausia plaukus, tuo pagerindami kūno dangos termoizoliacines savybes, bei susiriečia į kamuolį, taip sumazindami kūno ploto ir tūrio proporciją dėl ko sumazėja silumos nuostoliai. |
Kai aplinkos temperatūra yra per auksta visi organizmai patiria siluminį stresą, kuris po tam tikro laiko gali tapti organizmo zūties priezastimi. Kad isvengtų per aukstų temperatūrų neigiamo poveikio judrūs organizmai, tokie kaip gyvūnai, iesko pavėsio ir slepiasi nuo tiesioginių saulės spindulių. Gyvūnai kūno temperatūrą is dalies gali normalizuoti lekuojant ir prakaituojant, o augalai transpiruojant vandenį pro zioteles. Tačiau tokiu būdu pazeminti vidinę temperatūrą organizmai gali tik tuomet, kai aplinkoje netrūksta vandens. Taigi, organizmų termoreguliacija siuo būdu tiesiogiai priklauso nuo aplinkos vandens balanso. Dykumoms būdinga ne tik labai dideli karsčiai, bet ir nuolatinis vandens stygius. Tačiau sių vietų gyvūnai ir pauksčiai yra prisitaikę taupyti vandenį ir efektyviai jį panaudoti. Jiems būdingos elgseninės, morfologinės, fiziologinės prisitaikomosios reakcijos. Pavyzdziui, dykumų pauksčių maisto paieska aktyviausia anksti ryte, kai oras dar vėsus. Dienos metu, kai aplinkos temperatūra aukstesnė nei 35○C, ieskoma vėsesnių vietų ir vengiama maitintis. Sių paukstelių didelį gyvybingumą karsčių metu taip pat apsprendzia jų fiziologiniai ypatumai. Pavyzdziui, maitindamiesi vabzdziais, jie sugeba is jų pasisavinti tam tikrą kiekį laisvo vandens ir sio vandens labai mazai prarasti su isskyromis. Be to pauksčiai neturi prakaito liaukų. Silumos perteklius atiduodamas, isskiriant drėgmę pro burnos ertmę ir kvėpavimo takus kvėpavimo proceso metu, taip isskiriant minimalų vandens kiekį is organizmo. Kaktusinis dilgėlinukas vėsiame ore kvėpuodamas praranda vidutiniskai 2-3 ml vandens per parą. Kai oro temperatūra pakyla auksčiau 35○C, isskiriamo vandens kiekis labai isauga ir esant 45○C prarandama daugiau kaip 20 ml vandens per parą.
Kokiais būdais augalai prisitaiko prie per aukstų aplinkos temperatūrų, esant vandens trūkumui? Tose Zemės srityse, kur tam tikrą sezoną (laikotarpį) augalams būna nepalankios sąlygos drėgmės ir temperatūros atzvilgiu, jie laikinai nutraukia vegetaciją ir pereina į ramybės būklę. Ramybės periodu augalų augimas sustoja ir ūglių virsūnėse susidaro specialūs pumpurai nepalankiam ziemos ar sausros periodui praleisti. Pagal tokių pumpurų padėtį yra skiriamos įvairios augalų gyvenimo formos. Issamiau skaitykite III skyriuje - morfologinė adaptacija.
|
Vanduo kaip ekologinis veiksnys |
Aplinkos vandens balansas ir drėgmė turi didelę reiksmę ne tik organizmų termoreguliacijai. Vanduo taip pat potencialiai gali tapti limituojančiu veiksniu bet kokiam organizmui. Su vandeniu yra susiję visi svarbiausi gyvybiniai procesai - mityba, kvėpavimas, medziagų apykaita, biocheminės reakcijos, kurios vyksta vandeniniuose tirpaluose. Todėl organizme turi būti pakankamai vandens: sausumos gyvūnų -45-95% kūno svorio, augalų audiniuose - 50-98%. Tik subrendusiose ir isdziūvusiose sėklose yra 10-15%, o subrendusiose sporose 8-10% vandens, bet jose gyvybiniai procesai yra labai sulėtėję. Taigi, be vandens nėra gyvybės be to visuose siuose procesuose reikalingas gėlas vanduo, kuris sudaro vos apie 3% visų pasaulio vandens isteklių. Tačiau vanduo priskiriamas atsinaujinantiems istekliams, nes ekosistemose jis nuolat pasipildo. |
Augalai didziumą vandens įsiurbia per saknis. Pagrindinis vandens saltinis yra atmosferos krituliai. Tačiau is bendro kritulių kiekio dar sunku spręsti, ar augalams pakanka drėgmės, nes nemaza dalis lietaus ir istirpusio sniego vandens nuteka zemės pavirsiumi, o kita dalis įsisunkia giliai į podirvį ir augalų saknims jau nepasiekiama. Taip pat ne visas dirvozemio vanduo yra prieinamas augalo saknims. Kalbama apie fiziskai suristą, t.y. dirvozemio kietosios dalies pavirsiaus sorbuotą vandenį ir įeinantį į dirvozemį sudarančių mineralų sudėtį. Sis vanduo, isreikstas procentais nuo bendro dirvozemio svorio, vadinamas vytimo koeficientu, nes dirvozemyje belikus tokiam kiekiui vandens, augalas nuvysta. Augalai ir pedobiontai naudoja dirvozemio porose esantį vandenį, kuris juda veikiamas kapiliarinių jėgų. Gyvūnai vandens atsargas papildo gerdami (stuburiniai, vorai, pilvakojai moliuskai) arba maitindamiesi sultingu maistu (lapais ir vaisiais). Dykumų gyventojai naudoja metabolinį vandenį, kuris susidaro oksiduojantis riebalams ir kitoms medziagoms, pavyzdziui kaupiamos riebalų atsargos kupranugario kuprose. Sių vietų augalai turi plačiai issikerojusias arba giliai į zemę įsiskverbusias saknis, plaukuotus arba padengtus vaskiniu sluoksniu lapus bei tam tikrą ziotelių issidėstymą.Tai sumazina vandens atidavimą transpiracijos metu. Dykumų sukulentai, pavyzdziui kaktusai, kaupia vandenį. Augalai, pakeliantys nuolatinę ar periodiskai pasikartojančią sausras, vadinami kserofitais. Kserofitai prisitaiko prie vandens trūkumo keturiais būdais: 1) jų ilgos ir gausiai sakotos saknys, kuriomis gali pasiekti giliau esančius drėgnus dirvozemio sluoksnius (muilinė guboja); 2) mazai garina vandens pro lapus; 3) lietingu periodu stiebe arba lapuose sutelkia vandens atsargas, kuriomis naudojasi uzėjus sausrai (kaktusai, agavos, perkūnropės); 4) per sausras pereina į anabiozės būseną (būdinga bakterijoms, sausų dirvozemių grybams, kerpėms ir kai kurioms samanoms). Lietuvoje kserofitų nedaug, nes kritulių iskrinta pakankamai, tačiau smėlingose dirvose vanduo greitai susigeria, todėl augalams jo trūksta. Daugiausia kserofitų yra Kursių Nerijos kopose ir Varėnos rajone. Tokiose vietose augalai prie vandens trūkumo prisitaiko morfologinėmis adaptacijomis: 1) augalai su redukuotais lapais ir zaliais, asimiliuojančiais stiebais, kurie pakeičia susmulkėjusius lapus (Lietuvoje sausuose pusynuose auga sluotinis sausakrūmis, dar vadinamas zuikiakrūmiu, nes tinka zuikiams pasarui); 2) smulkialapiai kserofitai, prisitaikę mazinti transpiraciją (virziai, tyrulinė erika, čiobrelis); 3) kietalapiai kserofitai su standziais, tvirtais lapais, kurių labai stora kutikula ir gerai issivystęs ramstinis audinys (zunda, lauramedis, kalninė ir paprastoji pusis); 4) susuktalapiai kserofitai su susisukusiais į vamzdelį lapais (smiltingų vietų varpiniai augalai - eraičinai, smiltyninė smiltlendrė, sepetukas); 5) plaukuotalapiai kserofitai, gausiai apaugę pilksvais arba zilais plaukeliais - plaukeliai arba reflektuoja saulės spindulius ir lapai neįkaista, arba plaukelių tankus veltinis apsaugo lapus nuo vandens isgaravimo (smiltyninis slamutis, silagėlės, sidabrinis zilakrūmis). Perkelti į drėgną dirvozemį tokie morfologiskai prisitaikę kserofitai savo isvaizda tampa panasūs į mezofitus: lapai padidėja, pasidaro ne tokie plaukuoti, ramstinių audinių sumazėja, jų kutikula suplonėja
Taigi, įvairių augalų ir gyvūnų vandens poreikiai yra nevienodi ir prie tam tikro drėgmės rezimo bei vandens trūkumo organizmai prisitaiko morfologinėmis, fiziologinėmis, biocheminėmis bei elgseninėmis adaptacijomis (skaityti III skyrių). Visi judantys organizmai iesko priedangos nuo kaitrių saulės spindulių, tokiu būdu pazemindami kūno temperatūrą ir sumazindami vandens reikmes ir sunaudojimą.
|
Sviesa kaip ekologinis veiksnys |
Sviesos poveikis organizmams yra dvejopas. Tiesioginė intensyvi saulės radiacija gali būti prazūtinga daugeliui organizmų dėl jos tiesioginio neigiamo poveikio protoplazmai. Tačiau sviesa yra pirminis energijos saltinis be kurio neįmanoma jokia gyvybės forma. Augalų fotosintezės proceso metu sukurtą biomasę naudoja tiek patys producentai, tiek įvairūs konsumentai bei reducentai. Taigi, sviesa autorofiniams ir heterotrofiniams organizmams turi skirtingą ekologinę reiksmę. Autotrofams sviesa būtina vykdyti fotosintezės reakcijas, kurių metu saulės sviesos bangų energija paverčiama į cheminę energiją fitomasės (lapų, stiebų, saknų, ziedų ir vaisių) pavidalu. Heterotrofams apsvietimas yra svarbus orientacijai. |
Augalams sviesa gali tapti limituojančiu veiksniu ir kai saulės radiacijos per daug ir kai per mazai. Įvertinant sviesos poreikį, svarbu atsizvelgti ne tik į saulės radiacijos intensyvumą, bet ir į trukmę bei į sviesos bangų ilgį, t.y. sviesos kokybines savybes. Visos sios sviesos ypatybės apsprendzia fotosintezės intensyvumą.
Pagal poreikį sviesai augalai skirstomi į sviesamėgius, kurie nepakelia jokio uzpavėsinimo, pavyzdziui pusis, ązuolas, saulėgrąza. Si augalų grupė auga atvirose, neuztemdytose vietose (stepėse, dykumose, aukstapelkėse, laukuose). Priesingi sviesamėgiams yra ūksminiai augalai. Tai dauguma misko zolių, samanų ir krūmų.Yra augalų, kurie gali augti prie įvairaus apsvietimo, t.y. pakeliantys dalinį uzpavėsinimą, bet augantys ir atviroje sviesoje, pvz. pievinis salavijas. Gyvenantys ant zemės gyvūnai pagal aktyvumą paros bėgyje skirstomi į dieninius ir naktinius.
Sviesos poveikis tam pačiam augalui yra nepastovus. Tai priklauso nuo kitų ekologinių veiksnių. Tam daznai turi įtakos klimatiniai veiksniai, ypač temperatūra. Arčiau asigalio sviesos poreikis tampa didesnis, augalai daznai pasidaro sviesamėgiai, pavyzdziui klevas Vidurio Europoje yra paunksnę pakenčiantis augalas, o Norvegijoje sviesamėgis. Sviesos poreikis priklauso nuo mitybos. Derlingame dirvozemyje augalai pasitenkina silpnesne sviesa. Kad augalai galėtų produktyviai pasinaudoti esamu saulės sviesos kiekiu, jie gana įvairiai prisitaiko, pirmiausiai savo judesiais. Lapų ir stiebų erdvinė orientacija priklauso nuo sviesos. Jei augimvietėje sviesos nepakanka, lapai issidėsto vienoje plokstumoje, statmenoje saulės spindulių krypčiai. Toks reiskinys vadinamas lapų mozaika. Jei apsvietimas yra vienakryptis, augalo stiebas, sakos ir ziedai krypsta į sviesą. Esant saulės radiacijos pertekliui, kas būdinga tropikų ir subtropikų zonai, augalai lapus pasuka taip, kad saulės spinduliai kirstų į lapų briauną. Sviesa turi įtakos lapų dydziui, formai, jų anatominei sandarai. Kai kurie paūksminiai augalai turi specialius anatominius sviesai sukoncentruoti skirtus įtaisus, kurių dėka lapo asimiliacinis audinys gauna intensyvesnę sviesą. Chlorofilo koncentracijos kitimas lapuose irgi yra prisitaikymas sviesai. Periodiskas sviesos ir tamsos keitimasis paros laikotarpiu taip pat turi poveikį augalams ir sukelia atitinkamus jų prisitaikymus. Augalų reakcija į santykinę dienos ir nakties trukmę vadiname fotoperiodizmu. Tik ties ekvatoriumi istisus metus dienos ir naktys yra vienodo ilgumo. Tolstant nuo ekvatoriaus, vasaros dienos ilgėja. Augalų prisitaikymas prie ilgo ar trumpo vegetacijos periodo vadinamas fotoperiodiska adaptacija. Si adaptacija reiksminga augalų vegetacijos trukmei, zydėjimo pradziai. Siuo atzvilgiu geriau istirti kultūriniai augalai. Augalai skirstomi į trumpadienius, kurie greičiau pradeda zydėti trumpos dienos sąlygomis (grikiai, kanapės, saulėgrązos) ir ilgadienius augalus, greičiau prazystančius siaurės platumų sąlygomis, t.y. kai diena ilga (javai). Kai kurių augalų zydėjimas nepriklauso nuo dienos ilgumo.
|
Homeo-stazės samprata |
Klimatinės sąlygos kinta pagal trumpalaikius (paros) ir ilgalaikius (sezono, daugiamečius) gamtos ritmus. Paros ir sezonų ritmai gamtoje labai ryskūs. Ilgalaikiai daugiamečiai ciklai yra susiję su ilgalaike klimatinių sąlygų kaita, kurios priezastimi laikomi periodiski Saulės aktyvumo kitimai. Nors dėl gamtos ritmų gyvenamosios aplinkos sąlygos nuolat kinta, organizmai sugeba isgyventi reaguodami į nepalankias sąlygas atitinkamomis reakcijomis ir taip palaikyti homeostazę. Kas yra homeostazė? |
Homeostazės (gr. homoios- panasus, primenantis + stasis- būklė) terminu galima nusakyti bet kokios susireguliuojančios sistemos pusiausvyrą, kuri leidzia sios sistemos labai svarbius parametrus palaikyti leistinose ribose. Homeostazės sampratą kūrė du tyrėjai: prancūzų fiziologas K.Bernaras XIX amziuje ir JAV fiziologas V.Kenonas XX amziaus pirmoje pusėje.
Visi organizmai gyvena nuolat kintančioje aplinkoje prie kurios jie turi prisitaikyti, kad isliktų gyvi. Juos supančią aplinką galima traktuoti kaip isorinę, nes visos organizmo ląstelės ir organai yra vidinėje aplinkoje - tai ląsteles supantis audinių skystis, kurio gyvybiskai svarbūs parametrai (kaip kūno temperatūra, kraujo cheminė sudėtis, kraujo pH, gliukozės kiekis kraujyje, deguonies koncentracija audiniuose) praktiskai nekinta ir jiems būdingas pastovumas. Tiesą sakant organizmo homeostazė yra apibrėziama (apibūdinama) kaip fiziologinė homeostazė, kurios esmėje glūdi idėja, jog gyvi organizmai sugeba kai kurių svarbių vidinių parametrų skaitines reiksmes palaikyti pastovias fiziologiniuose procesuose, tiksliau issireiskus, jas stabilizuoti neziūrint į besikaitaliojančias isorines sąlygas. Taigi bet kokio organizmo homeostazė yra nuolatos palaikoma dėka visumos prisitaikomųjų reakcijų, kurios pasalina arba maksimaliai apriboja įvairių aplinkos veiksnių poveikį, trikdantį organizmo vidinės aplinkos santykinį pastovumą, pvz., kūno temperatūros, kraujo spaudimo, gliukozės kiekio kraujyje ir kitų parametrų pastovumą. Homeostazės dėka zmogus, lipdamas į kalną, is lėto prisitaiko prie neįprastų sąlygų, t.y. aklimatizuojasi. Tačiau siuo atveju, norint pagreitinti adaptacinį procesą, organizmo homeostazė gali sutrikti. Pavyzdziui, zmogus, ilgus metus dirbęs sėdimą darbą, staiga sugalvoja bėgti maratono distanciją, jam gali liūdnai baigtis, jei nebus preadaptacijos, t.y. treniruočių, kuriose apkrovimas organizmui didinamas palaipsniui. Tik tuomet zmogaus organizme vyks prisitaikymas (negenetinė adaptacija) prie padidėjusio krūvio ir taip palaikoma organizmo homeostazė.
Taigi nusistovėjo nuomonė, kad homeostazė yra viena is negenetinės adaptacijos formų. Ji galima tik tuomet, kai aplinka kinta įprastose ribose, t.y. tolerancijos diapazone.
Kaip, kokio proceso dėka organizmai kaip biosistemos palaiko savo gyvybinę veiklą įvairiomis aplinkybėmis? Tik dėl adaptacijos reiskinio organizmo tolerancijos diapazonas pastumiamas reikiama linkme ir taip palaikomas santykinis vidinės aplinkos pastovumas, kuris apsprendzia individo islikimą.
KLAUSIMAI SAVARANKISKAM DARBUI.
III ADAPTACIJOS REISKINIO ESMINIAI BRUOZAI
|
Prisitaikymo prie aplinkos mechanizmas |
Prie aplinkos organizmai is tiesų labai gerai prisitaiko, kad galėtų atlaikyti visus jų daliai tenkančius isbandymus. Tačiau kiekviena rūsis skiriasi jautrumu aplinkos pokyčiams ir galimybėmis prisitaikyti prie naujų sąlygų. Rūsies individai prisitaiko keisdami ne tiktai tas savybes ir pozymius, kuriuos mes galime pastebėti. Didelė dalis prisitaikymų yra biocheminio ir fiziologinio pobūdzio ir akivaizdziai to nematyti. Dauguma savybių organizmas paveldi. Paveldimi polinkiai ir savybės sudaro individo genotipą, tuo tarpu fenotipas, faktinės savybės, yra paveldimumo ir aplinkos sąveikos rezultatas. Keisti savybes, reaguojant į aplinkos pokyčius, sugeba visi gyvi organizmai, tačiau skirtingos rūsys - nevienodai. Toks sugebėjimas vadinamas fenotipiniu plastiskumu. Augalų fenotinis plastiskumas zymiai didesnis negu gyvūnų. Taip yra dėl to, kad augalas nesugeba judėti ir yra priverstas iskęsti visus aplinkos pokyčius, o gyvūnai gali jų isvengti persikeldami į kitą vietą. |
Kaip organizmai įgyja savybes, kurių dėka prisitaiko prie konkrečios aplinkos? Į sį klausimą atsako natūralios atrankos teorija. Ji grindziama teiginiu, kad tos pačios rūsies individai turi nevienodą paveldimų savybių komplektą. Individai, turintys savybių, leidziančių jiems geriau prisitaikyti prie aplinkos, turi daugiau galimybių susilaukti gausesnių ir stipresnių palikuonių. Savybės, neleidziančios prisitaikyti, palaipsniui atsisijoja, nes jos trukdo turėti daugiau palikuonių. Tokio atrankos mechanizmo dėka naujos kartos perima naudingas paveldimas savybes, tuo tarpu nenaudingos - isnyksta. Natūralią atranką apsprendzia tokios organizmų savybės kaip genetinis kintamumas ir pozymių paveldimumas bei organizmų santykiai su aplinka, t.y. aplinkos poveikis isgyvenimui ir dauginimuisi. Paveldimi pozymiai saugomi populiacijoje. Silpnai prisitaikę individai neisgyvena arba neatsiveda palikuonių ir tokiu būdu eliminuojami. Kalbant apie atranką gamtoje, daznai naudojamas pavyzdys - drugelis berzinis seriasprindis. Praėjusio simtmečio pramoniniuose rajonuose paplito sio drugelio tamsios atmainos, nes uzterstuose rajonuose medzių lapai ir kamienai patamsėję nuo suodzių ir kitokių apnasų, o tokiame fone geriau pasislepia tamsios, melanistinės drugelių atmainos. Taigi, pauksčiai, mintantys siais drugeliais, sąlygojo tai, kad uzterstuose rajonuose paplito tamsios berzinių seriasprindzių atmainos, o neuzterstuose - sviesios atmainos. Netgi pastebėta, kad sviesios atmainos vėl sugrįzta į tuos rajonus, kurių uzterstumas sumazėja. Tokiu būdu natūralioji atranka suteikia populiacijai galimybę reaguoti į aplinką tam tikrais organizmų prisitaikymais, atitinkančiais aplinkos reikalavimus.
|
Organizmų reakcijos į aplinkos pokyčius ir adaptacija |
Kokiais būdais organizmai reaguoja į aplinkos pokyčius, kurie turi neigiamą poveikį organizmų gyvybinei veiklai? Visi organizmai į pakitusią aplinką, kurioje kai kurių aplinkos parametrų reiksmės atsidūrė uz jų optimumo srities ribų, reaguoja įvairiomis atsakomosiomis reakcijomis. Pakitus aplinkai, organizmas dėka jame vykstančių pasikeitimų pastumia tolerancijos sritį tam tikrų ekologinių veiksnių atzvilgiu į jam reikiamą pusę. Pavyzdziui, zuikis, pakeitęs kailį į zieminį, temperatūros kreivę arba diapazoną pastumia į kairę, t.y. zemesnių temperatūrų link (2 pav.). Tačiau pries pasikeisdamas isoriskai, t.y. morfologiskai, pirmiausiai zuikis pasikeitė viduje, t.y. fiziologiskai. Visas sis procesas yra vadinamas adaptacija arba zuikio atsakomosiomis reakcijomis ir prisitaikymu prie pasikeitusių sąlygų, t.y. naujos aplinkos reikalavimų. |
2 pav. Adaptacijos procesas: atsalus orams, kiskio organizmo būsena pablogėja 1; dėl fiziologinės adaptacijos kiskis prisitaiko prie salčio 2 (pagal Lekevičius, 1986).
Į bet kokį aplinkos pokytį visi gyvi organizmai reaguoja, tačiau ne visos atsakomosios reakcijos būna sėkmingos, t.y. leidziančios prisitaikyti ir islikti. Nesėkmingos atsakomosios reakcijos į aplinkos pasikeitimą nelaikomos adaptacijomis. Pavyzdziui, odos paraudimas pabuvus saulės atokaitoje yra tik atsakomoji organizmo reakcija, nes dėl tiesioginio aplinkos poveikio ultravioletiniai spinduliai prasiskverbia į mūsų audinius ir pazeidzia ląsteles. Tačiau, kai odoje padaugėja melanino ir ji įdega, kartu blokuodama ultravioleto patekimą į gilesnius audinius - tai jau sėkminga atsakomoji reakcija, kurią galima vadinti adaptacija. Adaptacija apima ne tik prisitaikymo procesą bet ir galutinį rezultatą, kuris turi būti teigiamas. Jei organizmai naujose sąlygose isgyveno, bet prarado sugebėjimą daugintis, tuomet taip pat sakome, kad adaptacija neįvyko.
Kokiais būdais organizmai prisitaiko prie naujų aplinkos sąlygų? Į pakitusią aplinką organizmai reaguoja atsakomosiomis reakcijomis, kurios gali būti biocheminio, morfologinio, elgseninio pobūdzio.
|
Elgseninė adaptacija |
Greičiausi, paprasčiausi yra elgseniniai atsakai, kuomet organizmai pasisalina is jam nepalankios aplinkos arba savo elgsena pakeičia pačią apsuptį naudinga linkme, nekeisdamas buvimo vietos. Pavyzdziui, gėlės, augančios toliau nuo sviesos saltinio, sakas ir lapus pasuka sviesos sklidimo kryptimi, kad kiek galima optimaliau patenkintų sviesos poreikį. Gyvoje gamtoje elgseninės adaptacijos atvejai, paplitę tarp mikroorganizmų, yra vadinami taksiais. Tačiau tikrieji elgseniniai atsakai yra būdingi zinduoliams ir pauksčiams, kurie tokio prisitaikymo prie nuolat besikeičiančios aplinkos ismoko savo palikuonis. Kaip pavyzdys gali būti katės ir kačiuko elgesys prie zidinio. Kai ugnis didelė katė atsitraukia nuo zidinio, o kai ugnis gęsta, ji prieina arčiau. Nepriziūrimas kačiukas arba sąla nulindęs į kampą, arba, smalsumo vedamas, lenda tiesiog į ugnį, rizikuodamas nudegti. Katės elgseninės atsakomosios reakcijos į besikeičiančią aplinkos temperatūrą nėra paveldimos, jos yra ismokstamos. Taigi, katė ne tik maitina ir rūpinasi, bet ir moko kačiuką prisitaikyti prie kintančių sąlygų ir isvengti nemalonumų. Zmogaus elgseninės adaptacijos formas yra istobulinęs labiausiai. Jis sukūrė palankią ir komfortabilią gyvenamą aplinką visose gamtinėse sąlygose. Tačiau zmogaus sukurtos įvairios technologijos, palengvinančios jo buitį ir gyvenimą, daznai yra konfliktų priezastis tiek su gamta, tiek su visuomene. |
|
Biocheminė ir fiziologinė adaptacija |
Organizmai, neturintys galimybių pasisalinti is nepalankios jiems aplinkos bei negalintys padaryti ją palankesne, yra priversti keistis arba persitvarkyti patys. Vienas is persitvarkymo būdų yra biocheminės ir fiziologinės atsakomosios reakcijos į aplinkos poveikius. Sių atsakų metu gali pasikeisti fermentų koncentracija ląstelėse arba gali būti susintetinti nauji fermentai, kurių iki tol ląstelėse nebuvo, bet pasikeitus isorinėms sąlygoms, jie geriau patenkina organizmo poreikius. Taip pat gali pasikeisti visa organizmo medziagų apykaita. Siuo atveju persitvarkymai vyksta visose arba daugumoje organų sistemų. Juos gali sukelti tiek dideli pasikeitimai aplinkoje (pvz., ankstyvi salčiai), tiek vidinės kilmės fiziologiniai signalai (pvz., vienos individualaus vystymosi fazės perėjimas į kitą). Biocheminiai ir fiziologiniai atsakai dazniausiai vyksta dalyvaujant nervų sistemai ir hormonams. |
|
Morfologinė adaptacija |
Kai į pasikeitusią aplinką organizmas reaguoja keisdamas savo isorę arba atskirų organų formą, skaičių, struktūrą, sios atsakomosios reakcijos yra morfologinės ir vadinamos morfologine adaptacija. Si prisitaikymo forma ypač paplitusi augalų pasaulyje. Priklausomai nuo konkrečių augimvietės sąlygų ar aplinkos pokyčių (pvz., klimato) gali pasikeisti lapų forma, augalo dydis, ląstelių bei jos organoidų skaičius ir pan. Pavyzdziui, to paties kiaulpienės klono atstovai, augantys miske ir dirbamame lauke, taip savo forma skiriasi, kad neprityręs botanikas galėtų priskirti skirtingiems porūsiams. Tuo tarpu sie skirtumai netgi nėra paveldimi, jie grįztami. Medzių lapų numetimas - taip pat morfologinis prisitaikymas prie nepalankaus metų laiko. Augalų morfologinės adaptacijos įvairovė gerai matyti is augalų gyvenimo formų, kurios atsiranda jų istorinės raidos bėgyje ir atspindi tam tikrų aplinkos sąlygų visumos poveikį. Tokios augalų formos, kurių yra savita isvaizda ir kurios susijusios su tam tikromis augimvietėmis vadinamos gyvenimo formomis. Jau antikos laikais Teofrastas augalus skirstė pagal gyvenimo formas į medzius, krūmus, puskrūmius, zoles. Is daugybės klasifikacijų dabar plačiausiai naudojamas danų botaniko K.Raunkiero 1907m. pasiūlytas augalų grupavimas į gyvenimo formas pagal jų prisitaikymą apsaugoti atsinaujinimo ūglius ir pumpurus nepalankiu laikotarpiu - ziemos ar sausros periodu. K.Raunkieras isskyrė penkias augalų gyvenimo formas: |
Fanerofitai - gr. faneros- ryskus, phyton- augalas. Atsinaujinimo pumpurai yra ant ūglių, auksčiau kaip 25 cm virs zemės. Nepalankiu vegetacijai metu pumpurus dengia zvyneliai. Jiems priklauso medziai ir krūmai, retai zolinių kamienų augalai, pavyzdziui, bananas.
Chamefitai- gr. chamai- ant zemės, phyton- augalas. Atsinaujinimo pumpurai issidėstę ant ūglių ne auksčiau kaip 25 cm virs zemės pavirsiaus. Nepalankiu ziemos periodu juos dengia zvyneliai ; sie augalai prisitaikę salčius pakelti po gilesne sniego danga. Tai bruknės, mėlynės, virziai, gailiai.
Hemikriptofitai- gr. hemi- pusiau, kriptos- paslėptas, slaptas, phyton- augalas. Atsinaujinimo pumpurai pusiau pasislėpę glūdi zemės pavirsiuje arba negiliai zemėje, ziemą pridengti nudziūvusių antzeminių dalių arba zemės grumstelių. Siai formai priklauso dauguma mūsų daugiamečių zolių, augančių skrotelėmis ir kupsteliais. Tai gysločiai, pienės , varpiniai, kai kurios viksvos.
Kriptofitai- gr. kriptos- paslėptas, slaptas. Atsinaujinimo pumpurai pasislėpę zemėje arba pasinėrę dumble. Jiems priklauso daugiamečiai augalai, kurių gumbai, sakniastiebiai, svogūnai ziemoja zemėje. Tai tulpės, narcizai, vandens augalai, nendrės, meldai, pelkiniai augalai.
Terofitai- gr. theros- vasara. Vienmečiai augalai, augantys tik palankiu egzistavimui periodu, o ziemoja tik jų sėklos, esančios anabiozės būsenoje. Tai svėrė, balanda.
Augalo sugebėjimas isgyventi priklauso nuo jo prisitaikymo prie augimvietės, o jo gyvenimo forma yra morfologinė adaptacija, vadinasi, tam tikros gyvenimo formos turėtų būti plačiau paplitusios vienose vietose negu kitose. Is tikrųjų, pastoviai silto ir drėgno atogrązų klimato srityse vyrauja fanerofitai. Siltose srityse, kur ilgiau ar trumpiau trunka sausros periodas, vyrauja terofitai, o kur būna saltos ziemos, vyrauja hemikriptofitai. Chamefitų daugiau ten, kur visą ziemą būna stora sniego danga. Geriau klimato sąlygas atitinkanti augalų gyvenimo forma sudaro tos srities floros didesnį procentą.
Skirtinguose kontinentuose ir įvairiose geografinėse srityse panasiomis aplinkos sąlygomis sutinkami analogiskų gyvenimo formų gyvūnai. Lyginant su flora, apie tris kartus didesnė gyvūnų bioįvairovė grupuojama į gyvenimo formas pagal judėjimo skirtumus ir mitybos ypatumus. Ir judėjimo, ir mitybos niuansus apsprendzia tiek gyvenamoji aplinka, tiek rūsies ekologinė nisa. Sausumos gyvūnų judėjimo formos yra vaiksčiojimas, bėgiojimas, suoliavimas. Zemėje gyvenančių gyvūnų galūnės pritaikytos rausti arba jų kūnas yra kirmėliskos formos. Vandens gyvūnų kūnas aptakus, uodega pritaikyta irtis. Medziuose gyvenantys gyvūnai turi gerai issivysčiusius nagus. Pauksčių judėjimas siejamas su mityba ir isskiriamos sios gyvenimo formos: grobį gaudo skrisdami (kregzdės, sakalai), maitinasi laipiodami (geniai, papūgos, zvirbliniai pauksčiai), maisto iesko vaiksčiodami (gandrai, ząsys, dauguma vistinių), maitinasi plaukiodami ir nardydami (antys, gulbės, kragai, narai). Gyvūnų gyvenimo formos aiskiai rodo gyvenimo būdą, kuris yra susisijęs su maisto suradimu ir vengimu tapti kam nors maistu.
Skirtingose geografinėse platumose elgseniniai, fiziologiniai, biocheminiai ir morfologiniai skirtumai yra daznai fiksuoti genotipe. Pakeitus gyvenamąją vietą, dėl genetinės adaptacijos organizmai siuos skirtumus islaiko ir toje aplinkoje, kur jie nereikalingi. Pavyzdziui, zinduolių, gyvenančių saltuose rajonuose, ausys, uodega ir kitos atsikisusios kūno dalys yra ne tokios stambios kaip giminingų sioms rūsims siltų sričių atstovų. Sis morfologinis ypatumas paaiskinamas tuo, kad salto klimato sąlygomis kovą dėl būvio laimėdavo tie individai, kurie aplinkai atiduodavo kuo maziau silumos ir taip patirdavo maziau nusalimų. Tačiau pervezus tokius individus į silto klimato aplinką sie morfologiniai ypatumai islieka, nors organizmui tai sudaro tik papildomus sunkumus prisitaikyti.
|
Koadapta-cija |
Kiekvienas organizmas prisitaikęs gyventi ne tik tam tikroje abiotinėje aplinkoje, bet ir prie biotinės apsupties. Juk organizmams ne maziau svarbus ir jų tarpusavio atitikimas, suderinamumas. Pavyzdziui, parazitui yra labai svarbu prisiderinti prie savo seimininko, t.y., kad seimininko eksploatacija nebūtų per daug intensyvi ir parazito poveikis būtų saikingas. Parazito ir seimininko susiderinimas vyksta is abiejų pusių, nes seimininkas taip pat įgauna naujų savybių, apsprendziančių jo atsparumą parazitui. Tarp vartotojo ir jo aukos, tarp vabzdzio apdulkintojo ir ziedinio augalo taip pat paprastai vyksta abipusis, o ne vienos krypties prisitaikymas. Tokios sąveikos vadinamos koadaptacija (lot. co...<cum -su, kartu +adaptacija), jų dėka sąveikaujantys tarpusavyje organizmai (vienos ar skirtingų rūsių) gali koegzistuoti per daug nepakenkdami vienas kitam, o kartais netgi turėdami abipusės naudos. Pagrindinis vaidmuo koadaptacijoje tenka poliformizmui ( gr. polymorphos-daugiaplanis). Vienos populiacijos individai yra to paties genų fondo, tačiau dėl genotipų įvairovės, t.y. dėl poliformizmo skirtingi individai individualaus vystymosi metu nevienodai prisitaiko prie nuolat kintančių abiotinės ir biotinės aplinkos sąlygų. Taip atsiranda galimybė vykti natūraliai atrankai. Paprasčiau tariant, kad ir kaip besikeistų aplinka, genetiskai nevienalytėje populiacijoje atsiras individų, kuriems naujoji aplinka bus tinkama. Jie ir neleis isnykti populiacijai. Buvo atliktas bandymas su vabzdzių populiacija, eksploatuojančia geltonąją pusį. Kiekvieną kartą, kai tyrėjai sugaudydavo dalį vabzdzių, besimaitinančių vieno medzio spygliais, ir perkeldavo juos ant kito tos pačios rūsies medzio, jie staiga pradėdavo blogiau augti ir daugintis. Atlikus pusų spyglių cheminę analizę, pasirodė, kad atskiri pusų individai skiriasi pagal gamtinius cheminius junginius. Is tikro, vėliau paaiskėjo, kad sių pusų populiacijoje egzistuoja polimorfizmas pagal monoterpenus - jų sudėtį ir kiekį organizme. Sie junginiai ir apsprendzia augalo patrauklumą arba, teisingiau, nepatrauklumą vartotojams. Genetinė įvairovė pusų populiacijoje savo ruoztu stimuliuoja įvairovės atsiradimą vabzdzių populiacijoje. Apskritai, kaip parodė daugelio metų ir daugelio autorių tyrimai, augalėdzių augalų populiacijos labai polimorfiskos pagal genus, apsprendziančius poreikius maistui. Zolėdziai, plėsrūnai ir parazitai paprastai suvartoja tik aukų perteklių, suteikdami jų populiacijoms galimybę netrukdomai atsigaminti. Si pusiausvyra tarp gretimų mitybos lygmenų - tai jų tarpusavio koadaptacijos pasekmė. Tačiau tokia koadaptacija ir saikinga aukų eksploatacija būdinga tik nuo seno kontaktavusioms tarpusavyje rūsims. Vartotojai, suėję į kontaktą su naujomis jiems aukomis, daznai saikingumu nepasizymi. Pavyzdziui, kai 1859m. į Australiją buvo atvezta 12 porų europinio triusio, buvo tikimasi, kad jie taps tik medzioklės objektu. Tačiau dėl greito triusių dauginimosi ir trūkstant natūralių priesų, 1950m. jų skaičius padidėjo iki 1 milijono. To pasėkoje augalinė danga daugelyje vietų buvo nuėsta plikai, pradėjo siausti dulkių audros. |
|
Preadap-tacija |
Dauguma aukstesniųjų gyvūnų is anksto pasiruosia nepalankiam metų sezonui. Pavyzdziui, kiskio kailio pakeitimas zieminiu - tai nėra tiesioginė atsakomoji reakcija į ziemos salčius, nes jis pradeda formuotis dar pries prasidedant salčiams. Toks isankstinis prisitaikymas vadinamas preadaptacija. Pries milijonus metų, evoliucijoje pasirodzius kiskiams, zieminis kailis is tikro buvo atsakomoji reakcija į neįprastai zemas temperatūras, tačiau per daugelį tūkstantmečių si reakcija uzsifiksavo genotipe ir tapo automatiska kiekvienais metais, t.y. ji tapo endogenine reakcija, nepavaldzia isoriniam stimului. |
|
|
Adaptacijos kiekybinio vertinimo rodikliai |
Prie skirtingos aplinkos skirtingi organizmai prisitaiko nevienodai: vieni greičiau, kiti lėčiau, vieni geriau, kiti blogiau. Be to tas pats organizmas vienu laiko momentu gali jaustis geriau, būti biologiskai aktyvesnis, kitu - blogiau. Visus siuos skirtumus galima įvertinti kiekybiskai, t.y. skaičiais. Vienas toks kiekybinio vertinimo rodiklis (matas) - tai prisitaikymo laipsnis. Jis gali būti nustatomas pagal dauginimosi greitį, dauginimosi efektyvumą, kūno masės prieaugį ir pan., t.y. prisitaikymo laipsnis įvertinamas biologinį aktyvumą nusakančiais parametrais. Taip pat organizmai skiriasi adaptyvumu arba plastiskumu, t.y. vieni organizmai yra labai plastiski ir sugeba greitai prisitaikyti prie įvairiausių sąlygų, tuo tarpu kiti yra konservatyvūs, neplastiski. Dar kiti uzima tarpinę padėtį tarp sių dviejų krastutinumų. Pavyzdziui, yra zinoma, kad kultūrinių augalų kenkėjai - vabzdziai, erkės, ligas sukeliantys mikroorganizmai - gana lengvai įgauna atsparumą pesticidams, tuo tarpu tik nedaug piktzolių yra atsparios herbicidams. Siuo konkrečiu atveju augalų plastiskumas mazesnis. Plastiskumas turi du komponentus: prisitaikymo greitį ir prisitaikymo ribas. Kuo sie rodikliai didesni, tuo plastiskesnis organizmas. Prisitaikymo ribos dar vadinamos ekologiniu valentingumu (lot. valentia - jėga). Tai aplinkos sąlygų diapazonas, kuriame organizmo prisitaikymas yra įmanomas, kitais zodziais tariant - tai tolerancijos sritis. Pagal plastiskumą organizmai yra skirstomi į euribiontus (gr. eurys- platus, bios-gyvybė, gyvenimas) ir stenobiontus (gr. stenos- siauras). Stenobiontų plastiskumas mazas, tolerancijos sritis siaura, jie gali gyventi tik tam tikroje, mazai kintančioje aplinkoje. Sių rūsių sugebėjimo prisitaikyti prie aplinkos sąlygų lygis yra zemas. Euribiontai - tai rūsys galinčios gyventi ir daugintis, smarkiai kintant įvairiems aplinkos veiksniams, t.y. plačiose aplinkos veiksnių kintamumo ribose. Stenobiontinės ir euribiontinės rūsys pagal prisitaikymo vietą ir pobūdį bei mitybą skirstomi į ekologines grupes. Stenotopiniai (gr. stenos- siauras, topos- vieta) organizmai prisitaikę gyventi tik tam tikromis ekologinėmis sąlygomis (pvz.: saulasarė, pelkinis gailis, spanguolė auga tik aukstapelkėse, muilinė guboja - tik pajūrio kopose). Stenohaliniai (gr. hals- druska) gyvūnai prisitaikę gyventi tik tam tikro druskingumo vandenyje ir nepakelia didesnių druskingumo svyravimų (pvz. daugiaserė kirmėlė Nereis diversicolor, moliuskas Mocoma baltica). Stenofagai (gr. phagos- ėdikas) - gyvūnai, mintantys tik tam tikros rūsies maistu (pvz.: grūdlesiai pauksčiai - kryziasnapis, kurapka; vabzdzialesiai pauksčiai - kregzdės, geniai; zuvimis mintantys - kirai ir garniai). Eurifaginiai gyvūnai minta įvairiu augaliniu ir gyvūniniu maistu (pvz.: sernai, rudieji lokiai, varnos, tarakonai). Euritopiniai organizmai yra prisitaikę gyventi įvairiose vietose ir yra didelio ekologinio valentingumo (pvz.: eglė, pusis berzas, vilkas, lapė, zvirblis) Tos pačios rūsies ekologinis valentingumas gali kisti įvairių veiksnių aspektu (temperatūros, drėgmės, mineralinių maisto medziagų) priklausomai nuo individo vystymosi stadijos. |
|
KLAUSIMAI SAVARANKISKAM DARBUI.
Kas apsprendzia skirtingą organizmų pakantumą(toleranciją) neigiamam aplinkos poveikiui?
Kokios gyvųjų organizmų savybės lemia jų prisitaikymo prie besikeičiančios aplinkos galimybes?
Kaip (kokiomis atsakomosiomis reakcijomis) organizmai prisitaiko prie pakitusios aplinkos?
Parinkite augalų ir gyvūnų elgseninių, morfologinių, fiziologinių ir biocheminių adaptacinių reakcijų pavyzdzius.
Kokiais rodikliais vertinama prisitaikymo prie aplinkos sėkmė?
|
