Ноосфера

до стор 55 Приспособления животных и растений к среде

Среди приспособлений животных и растений к среде немаловажную роль играют такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях.

Формообразующая роль факторов среды, т. е. влияние их на морфологию организмов, наглядно выступает при изучении роли влажности, температуры, движения воды и воздуха, плотности среды, объема пригодного для жизни пространства и др. Чем жестче физические условия среды, тем ограниченнее пути приспособления к ней. Одинаковые принципы освоения среды ведут к выработке сходных внешних признаков у разных видов, даже сильно различающихся по плану своего строения.

На форму быстро движущегося в жидкости тела накладывают жесткие ограничения законы физики. На него действует лобовое сопротивление, которое зависит от природы жидкости, скорости движения, площади проекции тела перпендикулярно направлению движения и длины тела в направлении потока. Для жидкости с такой вязкостью и плотностью, как вода, лобовое сопротивление для тел одинакового объема минимально, если отношение длины к наибольшему диаметру равно примерно 4,5. Хорошие пловцы среди животных обладают именно такими пропорциями, хотя достигают этого разными средствами. Плывущие кальмары так складывают щупальца, что тело становится торпедообразным, с оптимальным соотношением длины и диаметра, их скорость достигает 41 км/ч. У рыб большое значение имеет форма хвостового плавника; тюлени соединяют и вытягивают задние ласты. По пропорциям тела можно судить о максимально возможной скорости животного в воде. Дельфин-белобочка может плыть со скоростью 44 км/ч, тогда как тюлени, пропорции которых менее оптимальны, - не более 20 км/ч. Обтекаемость тела, таким образом, необходимый путь приспособления к быстрому движению в воде.

Среди самых разнообразных в систематическом отношении планктонных организмов (одноклеточных водорослей, кишечнополостных, ракообразных, моллюсков, червой, личинок разных групп беспозвоночных, пелагической икры рыб и т. д.) мы встречаем лишь три описанных выше способа приспособления к парению: 1) уменьшение объема тела, 2) развитие разнообразных выростов, 3) увеличение содержании в теле воды, жиров и газообразных продуктов. Во всех случаях достигается один эффект: уменьшение отношения массы тела к его площади, что обеспечивает уравновешивание сил тяжести и трения о воду.

Таким образом, общее число возможных морфологических приспособлений к одной и той же среде ограничено.

Эволюция видов и освоение ими новых экологических нищ привели к появлению огромного разнообразия жизненных форм.

Наиболее разнообразны жизненные формы деревьев в растительных сообществах тропического пояса. Внешний вид тропических деревьев определяется зачастую но только характером стволов и крон, но и корневыми системами, поэтому последние служат важным признаком при классификации жизненных форм деревьев.

Травянистые растения, имеющие более короткую длительность жизни надземных осей, разнообразные ритмы сезонного развития, разным характер подземных органов, часто вегетативно подвижные или обладающие большой семенной продуктивностью, лучше приспособлены к освоению самых различных местообитаний, иногда с очень суровыми условиями. Поэтому разнообразие жизненных форм у наземных травянистых растений необыкновенно велико.

В сходных условиях как среди древесных, так и среди травянистых растений конвергентно возникли лиановидные, суккуленты, стелющиеся, подушковидные формы, составляющие параллельные ряды. Например, подушковидные формы древесные и травянистые часто встречаются в условиях хорошего освещения, но при низких температурах воздуха и почвы, при крайней сухости почвы и низкой влажности воздуха, при частых и сильных ветрах. Обычны они и высокогорьях, тундрах, пустынях, па субантарктических островах и побережьях и в других местах с подобным комплексом условий.

Жизненные формы животных.

Классификации жизненных форм животных, как и растений, весьма разнообразны в зависимости от принципов, которые кладут в их основу. На морфологии млекопитающих, по-видимому, в наибольшей степени сказывается характер их передвижения в разных средах. А. Н. Формозов выделил на этом основании среди зверей следующие адаптивные типы:

1) наземные формы,

2) подземные (землерои)

3) древесные,

4) воздушные

5) водные. Между типами есть переходы.

В пределах каждой группы особенности поступательного движения и образа жизни формируют более специфические приспособительные формы. Так, наземные млекопитающие передвигаются в основном с помощью ходьбы, бега и прыжков, что проявляется в их внешнем облике. Например, прыгающие животные - кенгуру, тушканчики, прыгунчики, кенгуровые крысы - отличаются компактным телом с удлиненными задними конечностями и значительно укороченными передними. Очень сильно развиты мышцы-разгибатели спины, увеличивающие мощность толчка. Длинный хвост играет роль балансира и руля, позволяющего резко изменять направление движения. У сидящих животных он служит дополнительной точкой опоры. Сходный тип передвижения и внешний облик имели и некоторые вымершие динозавры мезозоя. Естественно, что, кроме общих адаптивных признаков, каждый вид отличается деталями внешнего строения в зависимости от экологической специфики.

Жизненные формы отчетливо выделяются в пределах любой крупной таксономической группы животных, характеризующейся экологическим разнообразием видов.

Во внешнем облике птиц в наибольшей мере проявляется приуроченность их к определенным типам местообитаний и характер передвижения при добывании пищи. В связи с этим различают птиц: 1) древесной растительности, 2) открытых пространств суши, 3) болот и отмелей, 4) водных пространств. В каждой из укапанных групп выделяют специфические формы: а) добывающие пищу с помощью лазания (многие голуби попугаи, кукушки, дятловые, воробьиные); б) добывающие пищу в полете (в лесах - совы, козодои и др., па открытых пространствах - ржанковые, длиннокрылые, над водой - трубконосые и т. п.); в) кормящиеся при передвижении по земле (лесные - большинство куриных, казуары, киви и др., на открытых пространствах - страусы, нанду, журавлиные, па болотах и отмелях - голенастые, фламинго, некоторые воробьиные); г) добывающие пищу с помощью плавания и ныряния (пингвины, гагары, поганки, ряд трубконосых, большинство веслоногих и гусиных и др.).

Жизненные формы таких мелких почвенных членистоногих, как коллемболы, выделяют на основе приуроченности их к определенным слоям почвенного профиля, так как в почве с глубиной резко меняется весь комплекс условий обитания: размери полостей, освещенность, режим температуры и влажности и т. и.

Атмобионты - виды, населяющие верхние слои подстилки и способные подниматься на нижние части растений, характеризуются более крупными размерами, полностью развитыми глазами, относительно длинными придатками (антеннами, ногами и пры-гателбной вилкой), хорошо выраженной пигментацией.

Эуэда-фические виды - обитатели минеральных тонкопорозных слоев почвы - отличаются мелкими размерами, сильным укороченном придатков, редукцией вилки, полным отсутствием глаз и пигмента.

Гемиэдафические формы характеризуются промежуточными чертами: частичной редукцией глаз, рассеянным пигментом, укороченной вилкой и др.

Среди саранчовых по форме (конфигурация тела, структура головы, строение конечностей, летательного аппарата, тип покровительственной окраски) хорошо различаются тамнобионты - обитатели кустарников п деревьев, населяющие травянистый ярус хортобионты, жители надпочвенного слоя органических остатков - герпетобионты, обитатели открытых участков грунта: эремо-бионты - на поверхности плотных глинистых почв, псаммобион-ты - на песках и петробионты - на каменистых участках с разреженной растительностью.

Сходные жизненные формы встречаются в сходных условиях жизни в разных зоогеографических областях и на разных материках (например, тушканчики Евразии, кенгуровые крысы Австралии, прыгунчики Африки). Жизненная форма наглядно свидетельствует об образе жизни вида.