По мере того как мы знакомимся с жизнью ныне существующих видов, становится ясно, что каждый вид зависит ещё и от других живых существ, и от тех условий, в которых он обитает, т.е. от сложных связей с внешней средой, климата и от многих других факторов.
Все живые существа, населяющие Землю, приспособились к определённому атмосферному давлению. С помощью шаров-зондов удалось обнаружить споры бактерий и плесневых грибов на высоте 33 км, где давление сравнительно низкое. Бактерии живут даже в радиоактивных урановых рудах, в сероводородной среде и в таком ядовитом веществе, как концентрированный раствор хлористой сулемы. Они обнаружены и на глубине 4 км в нефтеносных слоях, и в горячих источниках, богатых борной кислотой, и на глубине более 10 км, где очень высокое давление воды, и в вечных льдах Арктики и Антарктики. И в знойной, совсем, казалось бы, безжизненной Сахаре, где очень низкая влажность, обитает 98 видов бактерий, 28 видов грибов и 84 вида водорослей. Некоторые живые существа могут долгое время обходиться без воды. Например, населяющие Северную Нигерию комары откладывают яйца в мельчайшие щели скал, заполненные водой, и после её испарения личинки перестают развиваться. Но стоит пройти дождю, и они снова оживают. Дрожжи и несколько видов бактерий способны расти и размножаться даже в бескислородной среде. Личинки комара хирономуса растут и развиваются в воде, где содержится в тысячу раз меньше кислорода, чем в обычном воздухе. В некоторых водоёмах содержится во много раз меньше кислорода, чем в воздухе, но и там есть многообразная жизнь.
Стремление обитать в одних и тех же климатических условиях приводит к миграции многих птиц. Например, полет аистов из европейской деревни в Африку длится около 20 дней. В день они пролетают в среднем 350 км со скоростью 60 км/ч. На их пути встречается множество препятствий, например, Пиренеи высотой более 2 км, моря и пустыни, которые приходится преодолевать в течение не менее 3 суток. По дальности перелёта и выносливости первое место занимает полярная крачка, маленькая изящная птичка массой около 100 г. Она гнездится на побережье и островах Северного Ледовитого океана и, когда там заканчивается лето, летит в Антарктиду, преодолевая расстояние 20–30 тыс. км. Даже такой горный барьер, как Гималаи высотой более 6 км, где ощущается недостаток кислорода и чрезвычайно холодно, не останавливает журавлей и диких гусей, предпочитающих зимовать в тёплых местах. Невольно вспоминаются замечательные строки выдающегося русского поэта М.В. Исаковского (1900–1973): «Летят перелётные птицы ушедшее лето искать...».
Все живые существа обладают колоссальным биотическим потенциалом – способностью размножаться с такой скоростью, что без внешних препятствий и ограничений они заселили бы всю биосферу. Что же противодействует такому перенаселению? Почему, несмотря на удивительную приспособляемость к неблагоприятным условиям, живые организмы все-таки гибнут? Голод, несчастные случаи, стихийные бедствия, болезни, уничтожение одних видов другими – все это вместе взятое определяет сопротивление среды. Каждый вид может выжить, только преодолевая сопротивление среды. На протяжении миллионов или даже миллиардов лет развивалась адаптация живых организмов – приспособляемость к окружающим условиям, или та самая целесообразность, которая до сих пор поражает воображение и кажется порой сверхъестественной. При адаптации внешняя среда отсеивает неблагоприятные наследственные изменения во всех видах растений и животных. Действие естественного отбора в живой природе не прекращается ни на минуту – выживают только наиболее сильные и приспособленные особи.
Различают адаптации: структурные физиологические и поведенческие.
Структурная адаптация проявляется в изменении окраски, строения тела, отдельных органов и т.п. Такая адаптация характерна, например, для бабочки берёзовой пяденицы, светлый цвет которой сменился тёмным. В результате чего она стала менее заметной на фоне прокопчённых фабричным дымом лишайников, растущих на берёзах. Изменяя цвет в течение нескольких поколений, бабочки постепенно приспосабливались к внешней среде, что и наблюдалось во второй половине ХIХ в. в Англии, где в то время бурно развивалась промышленность.
Физиологические адаптации внешне незаметны, но они обеспечивают не меньшую приспособляемость, чем структурные. Их можно пояснить на примере строения черепа маленького зверька – двуногой мыши дипадемуса, обитающей в Мексике. В её черепе находятся две большие слуховые камеры, выполняющие функцию резонаторов, усиливающих звуковые колебания, что позволяет услышать на сравнительно большом расстоянии потенциальную жертву и защититься от хищников.
Поведенческая адаптация связана с движением и манерой поведения той или иной особи. Например, мотылёк с полосатыми крыльями любит сидеть неподвижно на полосатых листьях лилии. Полосатые крылья – это, несомненно, структурная адаптация, а выбор наиболее безопасного положения на листьях – это уже адаптация поведенческая: мотылёк всегда садится так, чтобы полоски на его крыльях были вдоль полосок листьев, тогда он почти незаметен.
Библиографические ссылки
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов, 13-е изд. М.: Директ-Медиа, 2018.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум, 6-е изд. М.: Директ-Медиа, 2016.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник в 2-х кн. М.: Директ-Медиа, 2017.
Карпенков С.Х. Экология. Практикум. М.: Директ-Медиа, 2014.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник для бакалавров. М.: Логос, 2014.
Карпенков С.Х. Технические средства информационных технологий. 4-е изд. М.: Директ-Медиа, 2019.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник. М.: Высшая школа, 2004.
Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Русский богатырь на троне. М.: ООО «Традиция», 2019.
Карпенков С.Х. Стратегия спасения. Из бездны большевизма к великой
России. М.: ООО «Традиция», 2018.
Карпенков Степан Харланович
