Koncept adaptacije

Adaptacija je proces prilagođavanja živih organizama određenim uslovima sredine. Postoje sljedeće vrste adaptacije:

Ekološke grupe biljaka u odnosu na svjetlost:

• a) prilagođavanje životinja na svjetlost
• b) Zelenim biljkama je potrebna svjetlost za stvaranje hlorofila, formiranje fasetirane strukture hloroplasta; reguliše rad aparata kamenice, utiče na razmenu gasova i transpiraciju, aktivira niz enzima, stimuliše biosintezu proteina i nukleinskih kiselina.

Svetlost utiče na deobu i produžavanje ćelija, procese rasta i razvoj biljaka, određuje vreme cvetanja i plodonošenja i ima efekat izgradnje oblika. Ali najvažnija je svjetlost u zračnoj ishrani biljaka, u njihovom korištenju sunčeve energije u procesu fotosinteze. S tim su povezane glavne adaptacije biljaka u odnosu na svjetlost. O tome svjedoči cijeli tok evolucije kopnenih viših biljaka.

Fotoautotrofi su u stanju da asimiliraju CO2 koristeći sunčevu energiju zračenja i pretvarajući je u energiju hemijskih veza u organskim jedinjenjima. Ljubičaste i zelene bakterije s bakteriohlorofilima sposobne su apsorbirati svjetlost u dugovalnom dijelu (maksimumi u području od 800-1100 nm). To im omogućava postojanje čak iu prisustvu samo nevidljivih infracrvenih zraka. Alge i više zelene biljke su organizmi koji sadrže hlorofil i koji za svoju distribuciju ovise o sunčevoj svjetlosti.

Na kopnu, za više fotoautotrofne biljke, svjetlosni uvjeti su gotovo svuda povoljni, a rastu gdje god to klimatski i zemljišni uslovi dozvoljavaju, prilagođavajući se svjetlosnom režimu datog staništa.

Alge žive u vodenim tijelima, ali se nalaze i na kopnu, na površini raznih objekata - na stablima drveća, na ogradama, na stijenama, na snijegu, na površini tla i u njegovoj debljini.

Svjetlosni režim bilo kojeg staništa određen je intenzitetom direktne i raspršene svjetlosti, količinom svjetlosti (godišnje ukupno zračenje), njegovim spektralnim sastavom, kao i albedom - reflektivnošću površine na koju svjetlost pada. Navedeni elementi svetlosnog režima su veoma promenljivi i zavise od geografskog položaja, nadmorske visine, reljefa, stanja atmosfere, prirode zemljine površine, vegetacije, doba dana, godišnjeg doba, sunčeve svetlosti. aktivnosti i globalnih promjena u atmosferi.

Biljke razvijaju različite morfološke i fiziološke adaptacije na svjetlosni režim svojih staništa.

Prema zahtjevima za svjetlosne uvjete, uobičajeno je podijeliti biljke u sljedeće ekološke grupe:

• 1) svjetloljubivi (svjetlosti), ili heliofiti, - biljke otvorenih, stalno dobro osvijetljenih staništa;
• 2) sjenoljubivi (sjenoviti), ili sciofiti, - biljke nižih slojeva sjenovitih šuma, pećina i dubokomorskih biljaka; ne podnose jako osvjetljenje na direktnoj sunčevoj svjetlosti;
• 3) senkotolerantni, ili fakultativni heliofiti, - mogu tolerisati manje ili više zasjenjenja, ali dobro rastu na svjetlu; lakše ih je preurediti od drugih biljaka pod uticajem promenljivih uslova osvetljenja.
• B) Svetlost za životinje je neophodan uslov za vid, vizuelnu orijentaciju u prostoru. Raspršene zrake reflektirane od okolnih objekata, koje percipiraju organi vida životinja, daju im značajan dio informacija o vanjskom svijetu. Razvoj vida kod životinja tekao je paralelno sa razvojem nervnog sistema.

Potpunost vizuelne percepcije životne sredine kod životinja zavisi prvenstveno od stepena evolucionog razvoja. Primitivne oči mnogih beskičmenjaka su jednostavno stanice osjetljive na svjetlost okružene pigmentom, dok je kod jednoćelijskih organizama to područje citoplazme osjetljivo na svjetlost. Proces percepcije svjetlosti počinje fotokemijskim promjenama u molekulima vidnih pigmenata, nakon čega se javlja električni impuls. Organi vida iz pojedinačnih očiju ne daju slike predmeta, već opažaju samo fluktuacije u osvjetljenju, izmjenu svjetlosti i sjene, što ukazuje na promjene u okruženju. Figurativni vid je moguć samo sa dovoljno složenom strukturom oka. Pauci, na primjer, mogu razlikovati konture pokretnih objekata na udaljenosti od 1-2 cm. Najsavršeniji organi vida su oči kralježnjaka, glavonožaca i insekata. Oni vam omogućavaju da uočite oblik i veličinu objekata, njihovu boju i odredite udaljenost. Sposobnost volumetrijskog vida zavisi od ugla očiju i od stepena preklapanja njihovih vidnih polja. Volumetrijski vid, na primjer, tipičan je za ljude, primate, brojne ptice - sove, sokolove, orlove, supove. Životinje sa očima na bočnim stranama glave imaju monokularni, planarni vid.

Ekstremna osjetljivost visoko razvijenog oka je ogromna. Osoba navikla na tamu može razlikovati svjetlost, čiji je intenzitet određen energijom samo pet kvanta, što je blizu fizički moguće granice.

Koncept vidljive svjetlosti je donekle proizvoljan, budući da se pojedine vrste životinja uvelike razlikuju po sposobnosti da percipiraju različite zrake sunčevog spektra. Za ljude, područje vidljivih zraka je od ljubičaste do tamnocrvene.

Neke životinje, kao što su zvečarke, vide infracrveni dio spektra i hvataju svoj plijen u mraku, orijentišući se uz pomoć očiju. Za pčele, vidljivi dio spektra je pomjeren na kraće valne dužine. Oni percipiraju kao boju značajan dio ultraljubičastih zraka, ali ne razlikuju crvenu.

Pored evolutivnog nivoa grupe, razvoj vida i njegove karakteristike zavise od ekološke situacije i načina života određene vrste. Kod stalnih stanovnika pećina, u koje sunčeva svjetlost ne prodire, oči mogu biti potpuno ili djelomično reducirane, kao, na primjer, kod slijepih buba mljevenih buba, protea među vodozemcima itd.

Sposobnost razlikovanja boje također u velikoj mjeri ovisi o spektralnom sastavu zračenja na kojem vrsta postoji ili je aktivna. Većina sisara, koji potječu od predaka sa sumračnim i noćnim aktivnostima, ne razlikuju dobro boje i vide sve crno-bijelo (pse, mačke, hrčke itd.). Ista vizija je karakteristična i za noćne ptice (sove, noćne koze). Dnevne ptice imaju dobro razvijen vid boja.

Život pri slabom svjetlu često dovodi do hipertrofije oka. Ogromne oči, sposobne uhvatiti zanemarive djeliće svjetlosti, karakteristične su za noćne lemure, loris majmune, tarsiere, sove itd.

Životinje su vođene vidom tokom letova na velike udaljenosti i migracija. Ptice, na primjer, biraju smjer leta sa zadivljujućom preciznošću, ponekad prelazeći hiljade kilometara od mjesta gniježđenja do mjesta zimovanja.

Dokazano je da se kod ovakvih letova na velike udaljenosti ptice barem djelimično orijentišu prema Suncu i zvijezdama, odnosno astronomskim izvorima svjetlosti. U slučaju prinudnog odstupanja od kursa, sposobni su za navigaciju, odnosno promjenu orijentacije kako bi došli do željene tačke na Zemlji. Kod nepotpune naoblake orijentacija se zadržava ako je vidljiv barem dio neba. Ptice ne lete u neprekidnoj magli ili, ako ih uhvati na putu, nastavljaju da lete slijepo i često zalutaju. Sposobnost ptica za navigaciju je dokazana u mnogim eksperimentima.

Ptice koje sjede u kavezima, u stanju predselidbene anksioznosti, uvijek se orijentiraju prema zimovanjima ako mogu promatrati položaj Sunca ili zvijezda. Na primjer, kada je sočivo transportirano s obale Baltičkog mora u Habarovsk, promijenilo je svoju orijentaciju u kavezima s jugoistoka na jugozapad. Ove ptice hiberniraju u Indiji. Tako su u mogućnosti da pravilno odaberu smjer leta za zimovanje s bilo kojeg mjesta na Zemlji. Tokom dana ptice uzimaju u obzir ne samo položaj Sunca, već i njegovo pomicanje zbog geografske širine područja i doba dana. Eksperimenti u planetariju su pokazali da se orijentacija ptica u kavezima mijenja ako se slika zvjezdanog neba ispred njih promijeni u skladu sa smjerom namjeravanog leta.

Sposobnost navigacije pticama je urođena. Ne stiče se životnim iskustvom, već se stvara prirodnom selekcijom kao sistemom nagona. Tačni mehanizmi ove orijentacije su još uvijek slabo shvaćeni. Hipoteza o orijentaciji ptica u letovima iznad astronomskih izvora svjetlosti trenutno je potkrijepljena materijalima eksperimenata i opservacija.

Sposobnost ovakve orijentacije karakteristična je i za druge grupe životinja. Od insekata, posebno je razvijen kod pčela. Pčele koje pronađu nektar prenose drugima informacije o tome gdje da lete za mito, koristeći položaj Sunca kao vodič. Pčela izviđačica, nakon što je otkrila izvor hrane, vraća se u košnicu i počinje ples na saću, brzo se okrećući. Istovremeno, ona opisuje figuru u obliku osmice, čija je poprečna osa nagnuta u odnosu na vertikalu. Ugao nagiba odgovara kutu između smjerova prema Suncu i prema izvoru hrane. Kada je medonos veoma obilan, izviđači su veoma uznemireni i mogu dugo da plešu, po mnogo sati, pokazujući sakupljačima put do nektara. Tokom njihovog plesa, ugao nagiba osmice se postepeno pomera u skladu sa kretanjem Sunca po nebu, iako ga pčele u tamnoj košnici ne vide. Ako se sunce skriva iza oblaka, pčele su vođene polariziranom svjetlošću slobodnog područja neba. Ravan polarizacije svetlosti zavisi od položaja sunca.

Uvod

1. Staništa i faktori životne sredine

1.1 Vazdušno okruženje

1.2 Vodena sredina

1.3 Faktori okoline

2. Adaptacija

2.1 Prilagođavanje biljaka atmosferskom zagađenju

2.2 Prilagođavanje biljaka zaslanjivanju tla

2.2.1 Biljke i teški metali

2.3 Prilagođavanje biljaka biotičkim faktorima

2.4 Adaptacija biljaka na abiotske faktore

2.4.1 Utjecaj temperature

2.4.2 Utjecaj svjetlosti na biljke

3. Istraživački dio

Zaključak

Informacioni resursi koji se koriste prilikom izvođenja obrazovno-istraživačkog rada

10.Sbio. info Prva bio zajednica: informativni portal: [Electron. resurs] // Biotički faktori životne sredine i vrste interakcija organizama izazvanih njima [stranica] Način pristupa: www.sbio. info / stranica. php? id = 159 (02.04.10)

Aplikacija

Fotografija # 1. List jasike iz parka.

Fotografija br. 2. List koji se nalazi pored kolovoza.

Fotografija br. 3. Prašina na ljepljivoj vrpci sa čaršava iz parka.

Fotografija br. 4. Očistite prašinu sa ljepljive trake sa čaršava pored kolovoza.

Fotografija br. 5. Lišaj na deblu u park šumi.

Zadatak 1. Prilagođavanje biljaka rasporedu sjemena

Ustanoviti kako se odvijala adaptacija biljaka na širenje sjemena na račun insekata, ptica, sisara i ljudi. Popunite tabelu.

Adaptacija biljaka na širenje sjemena

№ p / p	Biljne vrste	Insekti	Ptice	Mlijeko- hranjenje	Čovjek
	kulturnim
	osjetio
	tripartitni
	ne zaboravi me
	Čičak običan

Koja svojstva imaju sjemenke biljaka navedenih u tabeli koje potiču širenje sjemena metodama koje ste pronašli? Navedite konkretne primjere.

Interakcija dviju populacija se teoretski može predstaviti u obliku uparenih kombinacija simbola "+", "-", "0", gdje "+" označava korist za populaciju, "-" - pogoršanje stanja populacija, odnosno šteta, i "0" - odsustvo značajnih promjena u interakciji. Koristeći predloženu simboliku, definirajte vrste interakcija, navedite primjere odnosa i napravite tabelu u bilježnici.

Biotički odnosi

odnos	Simbolička notacija	Definicija odnos	Primjeri odnos ovog tipa

1. Koristeći didaktički materijal, izgradite mrežu ishrane ekosistema jezera.

2. Pod kojim uslovima se jezero neće promeniti dugo vremena?

3. Koje radnje ljudi mogu dovesti do brzog uništenja jezerskog ekosistema?

Individualni zadatak na modulu "Od ekologije organizama do ekologije ekosistema" 6. opcija

Zadatak 1. Prilagođavanje živih organizama na ekstremne životne uslove

Mnogi organizmi tokom svog života periodično doživljavaju uticaj faktora koji se veoma razlikuju od optimalnih. Moraju da izdrže ekstremne vrućine, i mrazeve, i ljetne suše, i isušivanje vodenih površina i nedostatak hrane. Kako se prilagođavaju na tako ekstremne uslove kada je normalan život veoma težak? Navedite primjere glavnih načina prilagođavanja suočavanju s nepovoljnim životnim uvjetima

Zadatak 2. Biotički odnosi.

Odredite na osnovu grafikona do kakvih posljedica može dovesti odnos između dvije blisko srodne vrste organizama koji žive zajedno u istoj ekološkoj niši? Kako se zove ova veza? Objasni odgovor.

Slika 11. Rast broja dvije vrste cilijata-cipela (1 - repna cipela, 2 - zlatna cipela):

A - kada se uzgaja u čistim kulturama sa velikom količinom hrane (bakterije); B - u mješovitoj kulturi, sa istom količinom hrane

Zadatak 3. Prirodni ekosistemi južnog Urala

1. Izgradite mrežu ishrane riječnog ekosistema.

2. Pod kojim uslovima se rijeka neće mijenjati dugo vremena?

3. Koje radnje ljudi mogu dovesti do brzog uništenja riječnog ekosistema?

4. Opišite trofičku strukturu ekosistema koristeći ekološke piramide obilja, biomase, energije.

u biologiji, razvoj bilo koje osobine koja doprinosi opstanku vrste i njenoj reprodukciji. Adaptacije mogu biti morfološke, fiziološke ili bihevioralne.

Morfološke adaptacije uključuju promjene u obliku ili strukturi tijela. Primjer takve adaptacije je tvrdi oklop kornjača, koji pruža zaštitu od grabežljivih životinja. Fiziološke adaptacije povezane su s kemijskim procesima u tijelu. Dakle, miris cvijeta može poslužiti za privlačenje insekata i time doprinijeti oprašivanju biljke. Adaptacija ponašanja povezana je sa određenim aspektom života životinje. Tipičan primjer je zimski san medvjeda. Većina adaptacija je kombinacija ovih tipova. Na primjer, sisanje krvi kod komaraca postiže se složenom kombinacijom takvih adaptacija kao što je razvoj specijaliziranih dijelova oralnog aparata prilagođenih sisanju, formiranje ponašanja traganja za pronalaženjem žrtve životinje, kao i stvaranje posebnih sekreta od strane komaraca. pljuvačne žlijezde koje sprečavaju koagulaciju isisane krvi.

Sve biljke i životinje se stalno prilagođavaju svom okruženju. Da bismo razumjeli kako se to događa, potrebno je razmotriti ne samo životinju ili biljku u cjelini, već i genetsku osnovu adaptacije.

Genetska osnova. Kod svake vrste, program razvoja osobina je ugrađen u genetski materijal. Materijal i program koji su u njemu kodirani prenose se s jedne generacije na drugu, ostajući relativno nepromijenjeni, zbog čega predstavnici jedne ili druge vrste izgledaju i ponašaju se gotovo isto. Međutim, u populaciji organizama bilo koje vrste uvijek postoje male promjene u genetskom materijalu, a samim tim i varijacije u osobinama pojedinih jedinki. Upravo iz ovih raznolikih genetskih varijacija proces adaptacije bira te osobine, odnosno pogoduje razvoju tih osobina, koje u najvećoj mjeri povećavaju šanse za preživljavanje, a time i očuvanje genetskog materijala. Adaptacija se stoga može posmatrati kao proces kojim genetski materijal povećava svoje šanse za preživljavanje u budućim generacijama. Sa ove tačke gledišta, svaka vrsta predstavlja uspješan način očuvanja određenog genetskog materijala.

Da bi prenio genetski materijal, jedinka bilo koje vrste mora biti sposobna da se hrani, preživi do sezone parenja, ostavi potomstvo i potom ga raširi na što većoj teritoriji.

Ishrana. Sve biljke i životinje moraju primati energiju i razne tvari iz okoline, prvenstveno kisik, vodu i anorganska jedinjenja. Gotovo sve biljke koriste energiju Sunca, transformišući je u procesu fotosinteze. (vidi takođe FOTOSINTEZA)... Životinje dobijaju energiju hraneći se biljkama ili drugim životinjama.

Svaka vrsta je na određeni način prilagođena da sebi obezbijedi hranu. Jastrebovi imaju oštre kandže za hvatanje plijena, a položaj njihovih očiju ispred glave omogućava im da procijene dubinu prostora koja je neophodna za lov kada leti velikom brzinom. Druge ptice, kao što su čaplje, imaju duge vratove i noge. Hranu dobijaju pažljivo lutajući plitkim vodama i hvatajući zjape vodenih životinja. Darwinove zebe, grupa blisko povezanih vrsta ptica sa ostrva Galapagos, klasičan su primjer visoko specijalizirane adaptacije na različite obrasce hranjenja. Zbog nekih adaptivnih morfoloških promjena, prvenstveno u građi kljuna, neke vrste postale su žitojedi, druge insektojedi.

Govoreći o ribama, grabežljivci kao što su morski psi i barakude imaju oštre zube za hvatanje plijena. Drugi, kao što su mali inćuni i haringe, dobijaju male čestice hrane filtriranjem morske vode kroz škržne prašnike u obliku češlja.

Kod sisara odličan primjer prilagođavanja vrsti ishrane su karakteristike strukture zuba. Očnjaci i kutnjaci leoparda i drugih mačaka su izuzetno oštri, što omogućava ovim životinjama da drže i raskidaju tijelo žrtve. Kod jelena, konja, antilopa i drugih životinja na ispaši veliki kutnjaci imaju široke rebraste površine, prilagođene za žvakanje trave i druge biljne hrane.

Različite metode dobivanja hranjivih tvari mogu se uočiti ne samo kod životinja, već i kod biljaka. Mnoge od njih, prvenstveno mahunarke - grašak, djetelina i druge - razvile su simbiozu, tj. obostrano koristan odnos s bakterijama: bakterije pretvaraju atmosferski dušik u kemijski oblik dostupan biljkama, a biljke daju energiju bakterijama. Biljke insektojeda kao što su karacenija i rosa primaju dušik iz tijela insekata uhvaćenih hvatanjem lišća.

Zaštita. Životna sredina se sastoji od živih i neživih komponenti. Životno okruženje bilo koje vrste uključuje životinje koje se hrane jedinkama te vrste. Adaptacije vrsta mesoždera imaju za cilj efikasno hranjenje; vrste plijena prilagođavaju se kako ne bi postale plijen grabežljivcima.

Mnoge vrste - potencijalni plijen - imaju zaštitnu ili kamuflažnu boju koja ih skriva od grabežljivaca. Tako je kod nekih vrsta jelena pjegava koža mladunaca nevidljiva na pozadini naizmjeničnih mrlja svjetlosti i sjene, a bijele zečeve je teško razlikovati na pozadini snježnog pokrivača. Duga, vitka tijela štapićastih insekata također je teško vidjeti jer podsjećaju na grančice ili grančice grmlja i drveća.

Jeleni, zečevi, kenguri i mnoge druge životinje razvile su duge noge koje im omogućavaju da pobjegnu od grabežljivaca. Neke životinje, kao što su oposumi i zmije sa svinjskim licem, čak su razvile neobičan način ponašanja - imitaciju smrti, što povećava njihove šanse za preživljavanje, budući da mnogi grabežljivci ne jedu strvinu.

Neke biljne vrste prekrivene su bodljama ili bodljama koje plaše životinje. Mnoge biljke imaju odvratan ukus za životinje.

Faktori životne sredine, posebno klimatski, često dovode žive organizme u teške uslove. Na primjer, životinje i biljke se često moraju prilagoditi ekstremnim temperaturama. Životinje bježe od hladnoće koristeći izolacijsko krzno ili perje, migriraju u topliju klimu ili hiberniraju. Većina biljaka preživljava hladnoću, prelazeći u stanje mirovanja koje je ekvivalentno hibernaciji kod životinja.

U vrućem vremenu dolazi do hlađenja životinje zbog znojenja ili ubrzanog disanja, što povećava isparavanje. Neke životinje, posebno gmizavci i vodozemci, sposobne su za hibernaciju ljeti, što je u suštini slično zimskom hibernaciji, ali uzrokovano vrućinom, a ne hladnoćom. Drugi samo traže cool mjesto.

Biljke mogu u određenoj mjeri održavati svoju temperaturu prilagođavanjem brzine isparavanja, što ima isti učinak hlađenja kao i znojenje kod životinja.

Reprodukcija. Reprodukcija je kritičan korak u osiguravanju kontinuiteta života – procesa tokom kojeg se genetski materijal prenosi na sljedeću generaciju. Reprodukcija ima dva važna aspekta: susret jedinki suprotnog pola radi razmjene genetskog materijala i uzgoj potomstva.

Zvučna komunikacija je jedna od adaptacija koje osiguravaju susret osoba različitog spola. Kod nekih vrsta, čulo mirisa igra važnu ulogu u tom smislu. Na primjer, mačke su snažno privučene mirisom mačke tokom estrusa. Mnogi insekti luče tzv. Atraktanti su hemikalije koje privlače osobe suprotnog pola. Mirisi cvijeća su efikasna adaptacija biljaka za privlačenje insekata oprašivača. Neki cvjetovi mirišu slatko i privlače pčele koje jedu nektar; drugi odvratno mirišu, privlačeći muhe koje se hrane strvinom.

Vizija je takođe veoma važna za upoznavanje osoba različitog pola. Kod ptica, ponašanje mužjaka pri parenju, njegovo bujno perje i svijetla boja privlače ženku i pripremaju je za kopulaciju. Boja cvijeta u biljkama često ukazuje koja je životinja potrebna za oprašivanje te biljke. Na primjer, cvijeće koje oprašuju kolibri obojeno je crveno, što privlači ove ptice.

Mnoge životinje su razvile načine da zaštite svoje potomstvo u početnom periodu života. Većina ovih adaptacija su ponašanja i uključuju radnje jednog ili oba roditelja koje povećavaju šanse za preživljavanje mladih. Većina ptica gradi gnijezda specifična za svaku vrstu. Međutim, neke vrste, poput volovske ptice, polažu jaja u gnijezda drugih vrsta ptica i povjeravaju mlade roditeljskoj brizi vrste domaćina. Mnoge ptice i sisari, kao i neke ribe, imaju period kada jedan od roditelja preuzima veliki rizik, preuzimajući funkciju zaštite potomstva. Iako ovakvo ponašanje ponekad prijeti smrću roditelja, ono osigurava sigurnost potomstva i očuvanje genetskog materijala.

Brojne životinjske i biljne vrste koriste drugačiju strategiju uzgoja: rađaju ogroman broj potomaka i ostavljaju ih nezaštićenim. U ovom slučaju, male šanse za preživljavanje kod pojedinačne jedinke koja raste su uravnotežene velikim brojem potomaka. vidi takođe REPRODUKCIJA.

Preseljenje. Većina vrsta razvila je mehanizme za uklanjanje potomstva s mjesta gdje su rođeni. Ovaj proces, nazvan disperzija, povećava vjerovatnoću da će potomci odrasti u području koje još nije zauzeto.

Većina životinja jednostavno izbjegava mjesta gdje je konkurencija prejaka. Međutim, postoji sve više dokaza da je rasipanje posljedica genetskih mehanizama.

Mnoge biljke su se prilagodile širenju sjemena uz pomoć životinja. Dakle, složeni plodovi kukuljice na površini imaju udice kojima se drže za vunu životinja koje prolaze. Druge biljke proizvode ukusne, mesnate plodove, kao što su bobice, koje jedu životinje; sjemenke prolaze kroz probavni trakt i netaknuto se "sijeju" na drugom mjestu. Vjetar se također koristi za širenje biljaka. Na primjer, "propelere" sjemenki javora nosi vjetar, kao i sjemenke vate, koje imaju čuperak finih dlačica. Stepske biljke tipa tumbleweed, koje dobiju sferni oblik do sazrijevanja sjemena, vjetar tjera na velike udaljenosti, razbacujući sjeme usput.

Gore su dati samo neki od najupečatljivijih primjera adaptacija. Međutim, gotovo svaka osobina bilo koje vrste rezultat je adaptacije. Svi ovi znakovi čine skladnu kombinaciju, koja omogućava tijelu da uspješno vodi svoj poseban način života. Osoba u svim svojim karakteristikama, od strukture mozga do oblika nožnog palca, rezultat je adaptacije. Prilagodljive osobine su olakšale opstanak i reprodukciju njegovih predaka, koji su imali iste osobine. Generalno, koncept adaptacije je od velikog značaja za sve oblasti biologije. vidi takođe NASLJEDNOST.

LITERATURA Levontin R.K. Adaptacija... - U kolekciji: Evolution. M., 1981

Fenologija gradskog bilja

· U gradovima se fenološke pojave po terminima i brzini primjetno razlikuju od uobičajenog toka za datu regiju. Poznato je da proljetni događaji u gradu dolaze ranije i prolaze brže. Vrijeme isporuke je nekoliko dana u velikom gradu.

U prirodnim biljnim zajednicama biljke se razvijaju i cvjetaju jasno fenološki niz. U gradu, zbog šarolikosti "mikrouvjeta", tako jasan fenološki niz ne postoji. Na primjer, preko komunikacija za grijanje, gdje se tlo zagrijava i nema snježnog pokrivača, biljke možda neće preći u zimsko mirovanje. Često razvijaju generativne organe u jesen, pa čak i zimi (kod ljekovitog maslačka - Taraxacum officinale, bijeli ljiljan - Lamium album i ljubičasta - L. purpureum, jednogodišnja bluegrass - Poa annua). Slične pojave zapažaju se i u blizini zagrijanog zida kuće, gdje već cvjeta maslačak i niče plava trava, a na susjednom sjenovitom travnjaku jedva da je počelo klijanje prezimljenih trava. Ponekad takav efekat zagrijavanja čak utječe na razvoj pojedinih grana drveta ili grma, smještenih u blizini zida ili vise preko asfalta. Kao rezultat toga, na jednoj strani grma proljeće dolazi 2-4 dana ranije nego na drugoj.

· Ranije i ranije pupoljci drveća na osvijetljenoj strani ulice nego na zasjenjenoj, jer je ovdje temperatura zraka 3-5°C viša. Primjećuje se da se u Moskvi, na ulicama u geografskom smjeru, lipe koje rastu na sunčanoj strani oblače lišćem 6-8 dana ranije nego na sjenovitom. Žutilo i opadanje listova, naprotiv, nastaju mnogo ranije nego inače, uključujući i zbog nakupljanja toksičnih tvari u lišću.

· Budući da vršni pupoljci drveća često odumiru, javlja se takva povreda sezonskog razvoja, kao što je buđenje uspavanih pupoljaka, iz kojih se razvijaju dodatni ("masni") izdanci. Međutim, ovi izdanci su kratkog vijeka: nemaju vremena da odrvene i smrznu zimi.

· Možete pronaći zanimljivu osobinu koja je tipična za drveće koje živi u gradovima. Oni od njih koji rastu u neposrednoj blizini lampiona ne žure da odbacuju svoje lišće. U nekim slučajevima, na ulicama na kraju perioda lišća, čak se može primijetiti određeni ritam u smjeni stabala, već potpuno ogoljelog i još uvijek lisnatog, barem djelomično; sasvim jasno odgovara položaju ulične rasvete. Očigledno je to zbog večernjeg vještačkog osvjetljenja, koje utiče na fotoperiodizam u biljkama.

Anatomske i morfološke karakteristike gradskih biljaka

Visoka koncentracija toksičnih materija i teški mikroklimatski uslovi dovode do strukturnih promena u biljkama, izraženih u pojavi i jačanju kseromorfnih osobina.

Dakle, ako u krošnji šumskog drveća kseromorfne karakteristike imaju samo dobro osvijetljene - "svijetle" gornje listove, a većina lišća je u dubokoj sjeni, onda u urbanim stablima samo "svijetli" listovi prevladavaju u krošnji, jer takvo sjenčanje od susjeda, kao u šumi, praktički nema. A "sjenoviti" listovi u krošnji gradskog drveta su kseromorfniji od "svjetlih" listova u šumi.

Urbano drveće obično ima ređe krošnje, kraće izdanke, manje lišća i manju lisnu površinu i svaki list posebno. Kao što pokazuje primjer lipe, već u pupoljku pupoljci lišća u gradu su manje nego na seoskom drveću. Ovo zaostajanje u veličini tada se povećava u procesu "otvorenog rasta", kada list izlazi ispod zaštite bubrežnih ljuski. Budući da je godišnji rast izdanaka u urbanim stablima smanjen zbog inhibicije fotosinteze, u krošnji se formiraju kraći izdanci (kod iste lipe - za 10-12%, kod ostalih vrsta - do 30-50%). Atmosfersko zagađenje može uzrokovati i druge poremećaje u rastu i grananju, na primjer, ponekad se kod lipe formiraju dupli pupoljci. Uz obilje takvih kršenja, drveće razvija ružne oblike rasta, koji se nazivaju "navika zagađenja".

Trava na travnjaku pokazuje se da je niska čak i bez košnje. Tako velike trave („visoke trave“ prirodnih livada) na travnjacima gumarskih i hemijskih biljaka ne rastu više od 10–20 cm.

Promatranja anatomske strukture lista gradskih biljaka pokazala su da se smanjuje veličina lisne ploče i njena debljina, povećava se debljina integumentarnog tkiva, smanjuje debljina kutikule, a broj puha po jedinici površine lista i povećava se broj vena.

Apsorpcija i akumulacija toksičnih tvari u lišću često dovodi do poremećaja stomatalnog i fotosintetskog aparata: stomatalne i peristomatalne stanice su deformirane, unutarnja struktura hloroplasta je poremećena, sadržaj klorofila u listovima vanjskih biljaka je 1,5 –4 puta manje nego u prirodnim biljkama. Osim toga, uočava se nerazvijenost i deformacija polena u prašnicima. Pokazano je da priroda promjene pigmenata u lišću gradskog drveća ovisi o otpornosti vrste na plin. Nestabilne vrste reagiraju smanjenjem sadržaja pigmenta, dok vrste tolerantne na plin zadržavaju ili povećavaju svoju količinu.

Pojava urbanih biljaka, tj. njihova navika se često formira pod uticajem trimming i šišanje... To ne samo da remeti procese rasta, već i mijenja prirodni odnos nadzemnog i podzemnog dijela. Orezivanje i šišanje naglo smanjuju ukupnu lisnatu fotosintetičku površinu, dok nefotosintetski dio (deblo, grane, korijenje) nastavlja trošiti fotosintetske proizvode za disanje. Kršenje odnosa između sinteze organskih tvari i njihove potrošnje za disanje slabi njihov rast.

Kod travnjaka koje se stalno kose, poremećeni su i procesi rasta i grananja. Pojačava se frezanje, pojavljuju se mnogi dodatni izdanci, zbog čega bilje izrasta u obliku guste četke, sa mnogo većom gustinom izdanaka nego u livadskom zeljastu. Redovno uklanjanje fotosintetske površine znači da je nemoguće stvoriti i deponovati potrebne količine rezervnih hranljivih materija u podzemnim organima. Nije uzalud da travnjaci, za razliku od prirodnih livada, zahtijevaju stalnu podršku i obnovu od osobe.

Reakcija biljaka na stalno šišanje i rezidbu očituje se u brzom ponovnom rastu novih izdanaka nakon rezanja, pojačanoj fotosintezi u preostalim ostacima lišća, ovisnosti ovih biljaka o ljudskoj pomoći (na primjer, gnojidbi) itd.

Promjene se primjećuju i u strukturi podzemnih organa. Dakle, korijenski sistem gradskih biljaka je asimetričan: duži i plići, dobro razgranati korijeni protežu se prema travnjaku, a sa suprotne strane korijenje uglavnom ide dublje i grana se samo do granice asfalta. Kod gradskog drveća i grmlja uglavnom je potisnut razvoj sitnog korijenja, što dovodi do smanjenja upijajuće površine. Osim toga, dolazi do produbljivanja mase usisnog korijena drveća na sjenovitom dijelu ulice do dubine od 30-60 cm, a na toplijoj sunčanoj strani - još dublje, do 40-80 cm, što je povezana sa termičkim režimom tla.

Osobine fizioloških procesa gradskih biljaka

fotosinteza. Smanjenje intenziteta fotosinteze je uočeno u svim urbanim biljkama. Tako je kod lipe starih 20-25 godina u gradu fotosinteza otprilike upola slabija nego kod istih stabala u prigradskom parku. Smanjenje fotosinteze traje dugo (do šest mjeseci), čak i kada se biljke presađuju iz područja zagađenih plinom u područja bez plina. Istovremeno, kod travnjaka, uz konstantnu košnju, dolazi do povećanja fotosinteze u preostalim dijelovima posječenog lišća.

Dah u urbanim biljkama često ima pojačan intenzitet, posebno noćno disanje na drveću u blizini kamenih zgrada i zidova, grije se danju i odaje toplotu noću.

Transpiracija... Vodni režim urbanih biljaka je najmanje proučavan aspekt njihovog života. Ipak, urbane biljke pokazuju povećanu transpiraciju biljaka i deficit vode. Dakle, ako lišće lipe u šumi obično sadrži 70-80% vode, onda je na ulicama grada u vrućem ljetu zabilježeno smanjenje sadržaja vode u lišću na 50-52%. Režim vode je također kompliciran narušavanjem integriteta stomatalnih stanica: zbog atmosferskog zagađenja često gube sposobnost regulacije širine stomatalnih proreza.

Mineralna ishrana urbane biljke su otežane prvenstveno zbog nedostatka minerala u tlu. Ali u isto vrijeme, često zakiseljavanje tla dovodi do povećanja mobilnosti mnogih kemijskih elemenata. Osim toga, teški metali koje biljke apsorbiraju, kao što su cink, molibden, mangan, bakar, su elementi u tragovima i uključeni su u metaboličke procese biljaka. Mnogi teški metali, čak i kada se apsorbuju (na primjer, olovo), ne kreću se u biljkama, već su koncentrisani u korijenskom sistemu.

Grad, kao ekosistem, uključuje niz posebnih staništa koje je stvorio čovjek koji se suštinski razlikuju od uslova uzgoja zonskih tipova vegetacije. Stoga se u njemu formiraju specifične biljne zajednice sa posebnim sastavom vrsta. Od ostataka "autohtone" vegetacije i elemenata okolne "divlje" flore u kombinaciji sa introdukovanim korovom i kultivisanim vrstama, u svakom gradu se formira svojevrsni vegetacijski pokrivač, kao bez ljudskog učešća.

Na formiranje urbane flore utiču dva suprotno usmerena procesa:

1. izumiranje niza vrsta karakterističnih za prirodna staništa regiona;

2. obogaćivanje florističkog sastava gradova.

Izumiranje vrsta povezana sa visokom osetljivošću i zagađenjem životne sredine, kao i visokom osetljivošću na rekreativni stres. Prilikom proučavanja flore lišajeva u okolini Sankt Peterburga, uočeno je da je od 63 vrste pronađene 1991. godine i od 74 vrste koje su navedene 1918. godine, samo 26 vrsta uobičajeno.

U obogaćivanju flore gradova važnu ulogu igraju adventivne (vanzemaljske vrste). Početkom 19. veka u Moskvi je bilo 50 adventivnih vrsta, a početkom 21. veka identifikovano je 370! U prosjeku, strane vrste čine oko 30% gradske flore, njihov udio je najveći na deponijama i željeznici. Studije sprovedene u Vladivostoku, Rigi, St. Heracleum sosnowskyi, višelisna lupina - Lupinus polyphyllus, sitnocvjetna galinsoga - Galinsoga parviflora i sl.). Stoga se vjeruje da u gradovima nema kvantitativnog iscrpljivanja flore.

Flora grada se posmatra kao cjelina, ali pojava vrsta nije ista u različitim dijelovima urbane sredine. Različite vrste naseljavaju se u različitim staništima grada, pa se područja grada kao što su centar, stambena i industrijska područja, zelene površine, pustare i groblja karakteriziraju svojim skupom vrsta. Tu su i takva specifična staništa kao što su krovovi, zidovi kuća, stari dvorci, granitni nasipi, spomenici, tvrđave, metro, transport itd.

Za mnoge gradove u svijetu sačinjene su liste adventivne flore pojedinih antropogenih staništa: „flora pruga“, „lučka flora“, „flora ulica, puteva, deponija“ itd.

Razlog bogatstva vrsta grada leži u snažnoj heterogenosti grada kao staništa i različitoj prirodi korištenja zemljišta, što stvara brojne ekološke niše.

Sličnost uslova u gradovima dovodi do neke sličnosti florističkog sastava gradova u različitim klimatskim zonama. Tako je 15% biljnih vrsta zajedničko svim evropskim gradovima. A ako uzmemo u obzir samo gradske centre, onda je ovaj procenat još veći.

U odnosu na uslove gradske sredine izdvaja se pet grupa biljnih vrsta:

· Ekstremni urbanofobi- vrste koje izbjegavaju urbana staništa.

· Umjerena urbanofobija- vrste uobičajene u prirodnim ili antropogenim staništima sa malim poremećajima (u parkovima, baštama, itd.).

· Urbane neutralne biljke- vrste uobičajene u svim zonama grada i sa širokim rasponom vlage, zasjenjenosti i bogatstva tla.

· Umjereni urbanofili- vrste koje se nalaze u izgrađenom dijelu grada, ali ne nestaju iz okoline.

· Ekstremni urbanofili- nalaze se samo u izgrađenom dijelu grada.