rumah » Ke pesta kelulusan » kondisi lingkungan. Adaptasi (adaptasi) organisme terhadap kondisi lingkungan Apa yang membantu hewan bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang merugikan

kondisi lingkungan. Adaptasi (adaptasi) organisme terhadap kondisi lingkungan Apa yang membantu hewan bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang merugikan

Bagian: Biologi

Sasaran: meningkatkan bidang pengetahuan siswa; belajar menganalisis fenomena penghentian sementara aktivitas vital dalam organisme hidup, menggunakannya sebagai sarana untuk beradaptasi dan bertahan hidup dalam kondisi yang merugikan.

Peralatan: meja moluska, krustasea, serangga, ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia.

Musim dingin tidak menguntungkan bagi banyak perwakilan dunia hewan dan tumbuhan, baik karena suhu rendah dan penurunan tajam dalam kemampuan untuk mendapatkan makanan. Dalam perjalanan perkembangan evolusioner, banyak spesies hewan dan tumbuhan telah memperoleh mekanisme adaptif khusus untuk bertahan hidup di musim yang tidak menguntungkan. Pada beberapa spesies hewan, naluri untuk menciptakan cadangan makanan telah muncul dan memantapkan dirinya; yang lain telah mengembangkan adaptasi lain - migrasi. Penerbangan yang sangat panjang dari banyak spesies burung, migrasi beberapa spesies ikan dan perwakilan lain dari dunia hewan diketahui. Namun, dalam proses evolusi pada banyak spesies hewan, mekanisme adaptasi fisiologis sempurna lainnya juga diperhatikan - kemampuan untuk jatuh ke keadaan tak bernyawa pada pandangan pertama, yang pada spesies hewan yang berbeda memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda dan memiliki nama yang berbeda. (anabiosis, hipotermia, dll). Sementara itu, semua kondisi ini ditandai dengan penghambatan fungsi vital tubuh seminimal mungkin yang memungkinkannya bertahan dalam kondisi musim dingin yang merugikan tanpa makan. Keadaan kematian imajiner seperti itu jatuh ke dalam spesies hewan yang tidak mampu menyediakan makanan untuk diri mereka sendiri di musim dingin dan bagi mereka ada bahaya kematian karena kedinginan dan kelaparan. Dan semua ini, yang dikembangkan dalam proses evolusi, tunduk pada kebijaksanaan alami yang ketat - kebutuhan untuk melestarikan spesies.

Hibernasi adalah fenomena yang tersebar luas di alam, terlepas dari kenyataan bahwa manifestasinya berbeda pada perwakilan kelompok hewan tertentu, apakah mereka hewan dengan suhu tubuh yang tidak stabil (poikilothermic), juga disebut berdarah dingin, di mana suhu tubuh tergantung pada suhu lingkungan, atau hewan dengan suhu tubuh konstan (homeothermic), disebut juga berdarah panas.

Dari antara hewan dengan suhu tubuh tidak stabil, berbagai jenis moluska, krustasea, arakhnida, serangga, ikan, amfibi, dan reptil jatuh ke dalam keadaan hibernasi, dan dari hewan dengan suhu tubuh konstan, beberapa spesies burung dan banyak spesies mamalia.

Bagaimana siput hibernasi?

Dari jenis bertubuh lunak, banyak jenis siput jatuh ke dalam hibernasi (misalnya, semua siput darat). Menemukan siput taman hibernasi pada bulan Oktober, dan itu berlangsung hingga awal April. Setelah periode persiapan yang lama, di mana mereka mengumpulkan nutrisi yang diperlukan dalam tubuh mereka, siput menemukan atau menggali cerpelai sehingga beberapa individu dapat musim dingin bersama jauh di bawah tanah, di mana suhu akan dipertahankan pada 7 - 8 ° C. Setelah menyumbat cerpelai dengan baik, siput turun ke dasar dan berbaring dengan cangkang terbuka. Mereka kemudian menutup lubang ini, melepaskan zat berlendir yang segera mengeras dan menjadi elastis (seperti film). Dengan hawa dingin yang signifikan dan kurangnya nutrisi dalam tubuh, siput menggali lebih dalam ke tanah dan membentuk lapisan lain, sehingga menciptakan ruang udara yang berperan sebagai isolator yang sangat baik. Telah ditetapkan bahwa selama periode musim dingin yang panjang, siput kehilangan lebih dari 20% beratnya, dengan kehilangan terbesar terjadi pada 25-30 hari pertama. Ini disebabkan oleh fakta bahwa semua proses metabolisme berangsur-angsur memudar untuk mencapai minimum di mana hewan hampir jatuh ke dalam keadaan mati suri dengan fungsi vital yang nyaris tidak terlihat. Selama hibernasi, siput tidak makan, pernapasan hampir berhenti. Di musim semi, ketika hari-hari hangat pertama datang dan suhu tanah mencapai 8-10 ° C, ketika vegetasi mulai berkembang dan hujan pertama turun, siput keluar dari tempat perlindungan musim dingin mereka. Kemudian mulailah aktivitas intensif untuk mengembalikan cadangan makanan yang habis di tubuh mereka; ini dinyatakan dalam penyerapan sejumlah besar makanan dibandingkan dengan tubuh mereka.

Siput air, siput kolam, juga jatuh ke dalam keadaan hibernasi - kebanyakan dari mereka menggali ke dalam lumpur di dasar reservoir tempat mereka tinggal.

Di mana udang karang hibernasi?

Semua orang tahu ancaman yang populer di antara orang-orang: "Akan saya tunjukkan di mana udang karang berhibernasi!". Dipercayai bahwa peribahasa ini muncul selama masa perbudakan, ketika tuan tanah, menghukum budak yang bersalah, memaksa mereka untuk menangkap udang karang di musim dingin. Sementara itu, diketahui bahwa ini hampir tidak mungkin, karena udang karang menahan musim dingin, terkubur dalam lubang di dasar waduk.

Dari sudut pandang taksonomi, kelas krustasea dibagi menjadi dua subkelas - krustasea yang lebih tinggi dan lebih rendah.

Dari krustasea yang lebih tinggi, udang karang sungai, rawa, dan danau jatuh ke dalam keadaan hibernasi. Jantan berhibernasi dalam kelompok di lubang yang dalam di bagian bawah, dan betina sendirian di cerpelai, dan pada bulan November mereka menempelkan telur yang telah dibuahi ke kaki pendek mereka, dari mana krustasea seukuran semut hanya menetas pada bulan Juni.

Dari krustasea yang lebih rendah, kutu air (genus Daphnia) menarik. Mereka bertelur, tergantung pada kondisinya, dua jenis telur - musim panas dan musim dingin. Telur musim dingin memiliki cangkang yang kuat dan terbentuk ketika kondisi kehidupan yang tidak menguntungkan terjadi. Untuk beberapa spesies krustasea yang lebih rendah, pengeringan dan bahkan pembekuan telur adalah kondisi yang diperlukan untuk kelanjutan perkembangannya.

Diapause pada serangga

Dengan jumlah spesies, serangga melampaui semua kelas lainnya. Suhu tubuh mereka tergantung pada lingkungan, yang memiliki efek kuat pada kecepatan pengaruh vital, dan suhu rendah sangat mengurangi kecepatan ini. Pada suhu negatif, seluruh perkembangan serangga melambat atau hampir berhenti. Keadaan anabiotik ini, yang dikenal sebagai "diapause", merupakan penghentian reversibel dari proses perkembangan dan disebabkan oleh faktor eksternal. Diapause terjadi ketika kondisi tidak menguntungkan untuk kehidupan dan berlanjut sepanjang musim dingin, sampai kondisi menjadi lebih menguntungkan dengan awal musim semi.

Awal musim dingin menemukan berbagai jenis serangga pada berbagai tahap perkembangan mereka, di mana mereka berhibernasi - dalam bentuk telur, larva, kepompong atau bentuk dewasa, tetapi biasanya setiap spesies individu jatuh ke diapause pada tahap tertentu dari perkembangannya. perkembangan. Jadi, misalnya, kepik berbintik tujuh berhibernasi sebagai orang dewasa.

Merupakan karakteristik bahwa musim dingin serangga didahului oleh persiapan fisiologis tertentu dari tubuh mereka, yang terdiri dari akumulasi gliserol bebas di jaringan mereka, yang tidak memungkinkan pembekuan. Ini terjadi pada tahap perkembangan serangga di mana mereka akan menahan musim dingin.

Bahkan dengan timbulnya tanda-tanda pertama pendinginan di musim gugur, serangga menemukan tempat berlindung yang nyaman (di bawah batu, di bawah kulit pohon, di bawah daun yang jatuh di liang di tanah, dll.), Di mana setelah hujan salju suhunya cukup rendah dan seragam.

Lamanya diapause pada serangga berhubungan langsung dengan cadangan lemak dalam tubuh. Lebah tidak jatuh ke dalam diapause yang lama, tetapi masih pada suhu 0 hingga 6 ° C mereka menjadi mati rasa dan dapat bertahan dalam keadaan ini selama 7-8 hari. Pada suhu yang lebih rendah mereka mati.

Menarik juga bagaimana serangga secara akurat menentukan saat mereka harus keluar dari keadaan anabiotik. Ilmuwan N.I. Kalabukhov menyelidiki anabiosis pada beberapa spesies kupu-kupu. Dia menemukan bahwa durasi diapause bervariasi dari spesies ke spesies. Misalnya kupu-kupu merak mengalami mati suri selama 166 hari pada suhu 5,9°C, sedangkan ulat sutera membutuhkan 193 hari pada suhu 8,6°C. Menurut ilmuwan, bahkan perbedaan wilayah geografis mempengaruhi durasi diapause.

Apakah ikan hibernasi?

Dengan cara yang aneh, beberapa spesies dari kelas besar ikan beradaptasi dengan suhu air yang rendah di musim dingin. Suhu tubuh normal pada ikan tidak konstan dan sesuai dengan suhu air. Dengan penurunan tajam suhu air yang tiba-tiba, ikan mengalami syok. Namun, cukuplah bahwa airnya menghangat, dan mereka dengan cepat "hidup kembali". Eksperimen telah menunjukkan bahwa ikan beku menjadi hidup hanya jika pembuluh darahnya tidak beku.

Awalnya disesuaikan dengan suhu air rendah di musim dingin, beberapa ikan yang hidup di perairan Arktik: mereka mengubah komposisi darahnya. Dengan penurunan suhu air di musim gugur, garam menumpuk dalam darah mereka dalam konsentrasi yang merupakan karakteristik air laut, dan pada saat yang sama darah membeku dengan susah payah (semacam antibeku).

Dari ikan air tawar, ikan mas, ruff, hinggap, lele dan lain-lain jatuh ke hibernasi pada bulan November. Ketika suhu air turun di bawah 8 - 10 ° C, ikan ini pindah ke bagian yang lebih dalam dari reservoir, menggali ke dalam lumpur dalam kelompok besar dan tetap di sana dalam keadaan hibernasi sepanjang musim dingin.

Beberapa ikan laut juga menahan dingin yang ekstrem saat berhibernasi. Jadi, misalnya, ikan haring yang sudah di musim gugur mendekati pantai Samudra Arktik untuk jatuh ke kondisi hibernasi di dasar teluk kecil. Ikan teri Laut Hitam juga musim dingin di wilayah selatan laut - di lepas pantai Georgia, saat ini tidak aktif dan tidak mengonsumsi makanan. Dan ikan teri Azov sebelum awal periode musim dingin bermigrasi ke Laut Hitam, di mana ia berkumpul dalam kelompok dalam keadaan yang relatif menetap.

Hibernasi pada ikan ditandai dengan aktivitasnya yang sangat terbatas, penghentian makan sepenuhnya, dan penurunan metabolisme yang tajam. Pada saat ini, tubuh mereka didukung oleh cadangan nutrisi yang terakumulasi karena nutrisi yang melimpah di musim gugur.

hibernasi amfibi

Dalam hal gaya hidup dan struktur, kelas amfibi adalah transisi antara vertebrata akuatik dan biasanya hewan darat. Diketahui bahwa berbagai jenis katak, kadal air, salamander juga menghabiskan musim dingin yang tidak menguntungkan dalam keadaan mati suri, karena ini adalah hewan dengan suhu tubuh yang bervariasi, yang tergantung pada suhu sekitar.

Telah ditetapkan bahwa hibernasi katak berlangsung dari 130 hingga 230 hari dan durasinya tergantung pada durasi musim dingin.

Di waduk, untuk menahan musim dingin, katak berkumpul dalam kelompok yang terdiri dari 10-20 spesimen, menggali ke dalam lumpur, ke dalam cekungan bawah air dan rongga lainnya. Selama hibernasi, katak hanya bernapas melalui kulitnya.

Di musim dingin, kadal air biasanya bersarang di bawah tunggul dan batang pohon tumbang yang hangat dan busuk. Jika mereka tidak menemukan "apartemen" yang nyaman di dekatnya, mereka puas dengan retakan di tanah.

Reptil juga hibernasi

Dari kelas reptil, hampir semua spesies fauna kita jatuh ke dalam keadaan hibernasi di musim dingin. Suhu musim dingin yang rendah adalah alasan utama fenomena ini.

Perempat musim dingin biasanya gua bawah tanah atau rongga yang terbentuk di sekitar tunggul tua besar dengan akar busuk, celah-celah di batu, dan tempat-tempat lain yang tidak dapat diakses oleh musuh mereka. Di tempat perlindungan seperti itu, sejumlah besar ular berkumpul, membentuk gulungan ular yang sangat besar. Telah ditetapkan bahwa suhu ular selama hibernasi hampir tidak berbeda dari suhu lingkungan.

Sebagian besar spesies kadal (padang rumput, belang, hijau, hutan, gelendong) juga berhibernasi, menggali ke dalam tanah, ke dalam liang yang tidak terancam banjir. Pada hari-hari yang hangat dan cerah di musim dingin, kadal dapat "bangun" dan merangkak keluar dari tempat perlindungan musim dingin mereka selama beberapa jam untuk berburu, setelah itu mereka kembali bersembunyi di liang mereka, jatuh ke dalam keadaan mati suri.

Penyu rawa menghabiskan musim dingin menggali ke dalam lumpur waduk tempat mereka tinggal, sementara penyu darat naik ke kedalaman 0,5 m ke dalam tanah ke beberapa tempat perlindungan alami atau lubang tikus tanah, rubah, tikus, menutupi diri mereka dengan gambut, lumut dan daun basah.

Persiapan untuk musim dingin dimulai pada bulan Oktober, ketika kura-kura menumpuk lemak. Di musim semi, dengan pemanasan sementara, mereka bangun, terkadang selama seminggu penuh.

Apakah ada burung yang berhibernasi di musim dingin?

Sebagian besar hewan dengan suhu tubuh yang tidak stabil, yang tergantung pada lingkungan, jatuh ke dalam keadaan hibernasi. Namun yang mengejutkan, banyak hewan dengan suhu tubuh yang konstan, seperti burung, juga dapat berhibernasi selama musim yang tidak menguntungkan dalam setahun. Diketahui bahwa sebagian besar burung menghindari kondisi musim dingin yang merugikan dengan bermigrasi. Bahkan Aristoteles dalam multi-volume History of Animals menarik perhatian pada fakta bahwa "beberapa burung terbang untuk menghabiskan musim dingin di negara-negara yang hangat, sementara yang lain berlindung di berbagai tempat berteduh di mana mereka berhibernasi".

Naturalis Swedia yang hebat Karl Linnaeus juga sampai pada kesimpulan ini, yang dalam karyanya "The System of Nature" menulis: "Di musim gugur, ketika dingin mulai, menelan, tidak menemukan cukup serangga untuk makanan, mulai mencari perlindungan untuk musim dingin di alang-alang tempat tidur di sepanjang tepi danau dan sungai. ".

Mati suri di mana beberapa spesies burung jatuh sangat berbeda dari hibernasi yang biasa terjadi pada banyak mamalia. Pertama-tama, tubuh burung tidak hanya tidak mengumpulkan cadangan energi dalam bentuk lemak, tetapi, sebaliknya, mengkonsumsi sebagian besar dari mereka. Sementara mamalia masuk ke hibernasi, setelah mengalami kenaikan berat badan, burung kehilangan banyak berat badan sebelum pingsan. Itulah sebabnya fenomena mati suri pada burung, menurut ahli biologi Soviet R. Potapov, seharusnya tidak disebut hibernasi, tetapi hipotermia.

Hingga saat ini, mekanisme hipotermia pada unggas belum sepenuhnya dipahami. Jatuhnya burung ke keadaan pingsan di bawah kondisi kehidupan yang merugikan adalah reaksi fisiologis adaptif yang telah diperbaiki dalam proses evolusi.

Mamalia apa yang berhibernasi di musim dingin?

Seperti pada hewan yang dibahas sebelumnya, pada mamalia, hibernasi adalah adaptasi biologis untuk bertahan hidup di musim yang tidak menguntungkan dalam setahun. Meskipun hewan dengan suhu tubuh yang konstan biasanya mentolerir iklim dingin, kurangnya makanan yang cocok di musim dingin telah menyebabkan beberapa dari mereka memperoleh dan secara bertahap mengkonsolidasikan naluri aneh ini selama evolusi - menghabiskan musim dingin yang tidak menguntungkan dalam keadaan hibernasi yang tidak aktif. .

Ada tiga jenis hibernasi menurut tingkat kelambanan:

1) sedikit mati suri, yang mudah berhenti (rakun, luak, beruang, anjing rakun);

2) pingsan total, disertai dengan kebangkitan berkala hanya pada hari-hari musim dingin yang lebih hangat (hamster, tupai, kelelawar);

3) hibernasi tanpa henti yang nyata, yang merupakan keadaan pingsan yang stabil dan berkepanjangan (tupai tanah, landak, marmut, jerboa).

Hibernasi musim dingin mamalia didahului oleh persiapan fisiologis tubuh tertentu. Ini terutama terdiri dari akumulasi cadangan lemak, terutama di bawah kulit. Pada beberapa orang yang tidur di musim dingin, lemak subkutan mencapai 25% dari total berat badan. Misalnya, tupai tanah menjadi gemuk di awal musim gugur, meningkatkan berat badan mereka tiga kali lipat dibandingkan dengan berat badan musim semi-musim panas. Sebelum hibernasi, landak dan beruang coklat, serta semua kelelawar, menjadi lebih gemuk secara signifikan.

Mamalia lain, seperti hamster dan tupai, tidak mengumpulkan banyak lemak, tetapi menyimpan makanan di tempat berlindung mereka untuk digunakan selama periode singkat kebangkitan mereka di musim dingin.

Selama hibernasi, semua spesies mamalia berbaring tak bergerak di liang mereka, meringkuk menjadi bola. Jadi yang terbaik adalah tetap hangat dan membatasi pertukaran panas dengan lingkungan. Apartemen Zimnik dari banyak mamalia adalah kekosongan alami dari batang dan lubang pohon.

Dari mamalia pemakan serangga, landak, bersiap untuk hibernasi, mengumpulkan lumut, daun, jerami di tempat terpencil dan mengatur sarang untuk dirinya sendiri. Tetapi ia "menetap" di rumah barunya hanya ketika suhu dipertahankan di bawah 10 ° C untuk waktu yang lama.Sebelum itu, landak makan banyak untuk mengumpulkan energi dalam bentuk lemak.

Hibernasi musim dingin beruang coklat adalah sedikit pingsan. Di alam, di musim panas, beruang mengumpulkan lapisan lemak subkutan yang tebal dan, segera sebelum awal musim dingin, menetap di sarangnya untuk hibernasi. Biasanya sarangnya tertutup salju, jadi di dalam jauh lebih hangat daripada di luar. Selama hibernasi, akumulasi cadangan lemak digunakan oleh tubuh beruang sebagai sumber nutrisi, dan juga melindungi hewan dari pembekuan.

Dari sudut pandang fisiologis, hibernasi mamalia ditandai dengan melemahnya semua fungsi vital tubuh seminimal mungkin yang memungkinkan mereka bertahan hidup dalam kondisi musim dingin yang merugikan tanpa makanan.

Cara utama adaptasi organisme terhadap lingkungan

Banyak organisme selama hidupnya secara berkala mengalami pengaruh faktor-faktor yang jauh dari optimal. Mereka harus menanggung panas yang ekstrim, dan salju yang parah, dan kekeringan musim panas, dan mengeringnya badan air, dan kekurangan makanan. Bagaimana mereka beradaptasi dengan situasi ekstrem seperti itu, ketika kehidupan normal sangat sulit?

Umur benih tanaman dorman tergantung pada kondisi penyimpanan. Peningkatan kelembaban dan suhu meningkatkan pengeluaran cadangan respirasi semen, dan akhirnya habis. Biji ek disimpan tidak lebih dari tiga tahun. Biji kering dapat berbaring untuk waktu yang lama tanpa kehilangan daya kecambahnya: biji poppy - hingga 10 tahun, biji-bijian gandum hitam, jelai dan gandum - hingga 32, buah dandelion - hingga 68, lotus - hingga 250 tahun. Sebuah kasus diketahui ketika biji teratai tumbuh, ditemukan di gambut rawa yang mengering 2000 tahun yang lalu. Buah dari tanaman ini ditutupi dengan cangkang tebal yang kedap gas dan air.

Di Antartika Tengah, peneliti Rusia melakukan analisis mikrobiologis sampel es dari kedalaman gletser. Usia lapisan es di mana mikroorganisme yang hidup ditemukan mencapai 10-13 ribu tahun. Sebagian besar bakteri ditemukan, serta spora jamur dan ragi. Kemudian, bakteri hidup ditemukan dalam sampel batuan di bawah lapisan es Antartika. Usia mereka berkisar antara 10 ribu hingga 10 juta tahun.

Dengan memburuknya kondisi lingkungan, banyak spesies dapat menunda aktivitas vital mereka dan memasuki kehidupan tersembunyi. Fenomena ini ditemukan pada awal abad ke-18, yang pertama kali mengamati dunia organisme kecil melalui mikroskop buatannya. Dia memperhatikan dan menjelaskan bahwa beberapa dari mereka dapat mengering sepenuhnya di udara, dan kemudian "hidup kembali" di dalam air. Saat dikeringkan, mereka tampak benar-benar tidak bernyawa. Kemudian, keadaan kematian imajiner ini disebut mati suri ("ana"- Tidak, bios- kehidupan).

Hibernasi dalam adalah penghentian metabolisme yang hampir lengkap. Tidak seperti kematian, organisme kemudian dapat kembali ke kehidupan aktif. Transisi ke keadaan anabiosis sangat memperluas kemungkinan kelangsungan hidup organisme dalam kondisi yang paling parah. Dalam percobaan, biji kering dan spora tanaman, beberapa hewan kecil - rotifera, nematoda menahan suhu udara cair (-190 °C) atau hidrogen cair (-259,14 °C) untuk waktu yang lama.

rotifera- aktif berenang dan dalam keadaan mati suri

Keadaan anabiosis hanya mungkin terjadi dengan dehidrasi total organisme. Pada saat yang sama, penting bahwa hilangnya air oleh sel-sel tubuh tidak disertai dengan pelanggaran struktur intraseluler.

Sebagian besar spesies tidak mampu melakukan ini. Misalnya, dalam sel tumbuhan tingkat tinggi biasanya terdapat vakuola sentral yang besar dengan cadangan air. Ketika mengering, ia menghilang, sel berubah bentuk, menyusut, dan struktur internalnya terganggu. Oleh karena itu, animasi gantung dalam di alam jarang terjadi. Namun, perlambatan metabolisme dan penurunan aktivitas vital dalam kondisi buruk adalah fenomena yang tersebar luas. Pada saat yang sama, sel-sel tubuh mengalami dehidrasi sebagian, dan restrukturisasi komposisinya juga terjadi. Keadaan organisme yang mendekati anabiosis disebut kriptobiosis atau kehidupan tersembunyi ("kripto"- tersembunyi). Dalam keadaan metabolisme yang berkurang, organisme secara tajam meningkatkan daya tahannya dan menghabiskan energi dengan sangat ekonomis.

Fenomena kehidupan tersembunyi termasuk pingsan serangga, dormansi musim dingin tanaman, hibernasi vertebrata, pelestarian benih dan spora di dalam tanah, dan pelestarian penghuni kecil di reservoir yang mengering. Dalam keadaan tidak aktif, banyak jenis bakteri sering ditemukan di alam sampai kondisi yang menguntungkan muncul untuk reproduksi mereka.

kelelawar ushan dan menggali dalam hibernasi

Pada menggali dalam keadaan aktif, detak jantung sekitar 300 detak per menit, dan selama hibernasi - hanya 3. Suhu tubuh turun menjadi +5 ° C. Meskipun tingkat metabolismenya rendah, hewan kehilangan banyak berat badan selama hibernasi dan bisa mati karena kelelahan jika mereka tidak mengumpulkan cukup lemak pada musim dingin.

Kehidupan tersembunyi adalah adaptasi ekologi yang sangat penting. Ini adalah kesempatan untuk bertahan dari perubahan lingkungan yang merugikan. Ketika kondisi yang diperlukan dipulihkan, organisme kembali beralih ke kehidupan aktif.

Melewati keadaan pingsan atau istirahat, tumbuhan dan hewan, seolah-olah, mematuhi pengaruh lingkungan sambil menghemat biaya keberadaan mereka.

Cara lain yang secara langsung berlawanan dengan kelangsungan hidup organisme terhubung dengan menjaga kekonstanan lingkungan internal meskipun fluktuasi dalam dampak faktor eksternal. Hidup dalam kondisi suhu yang bervariasi, hewan berdarah panas - burung dan mamalia - mempertahankan suhu konstan di dalam diri mereka, yang optimal untuk proses biokimia dalam sel-sel tubuh.

Vakuola sel tumbuhan darat mengandung cadangan air, yang memungkinkan mereka untuk hidup di darat. Banyak tanaman mampu mentolerir kekeringan parah dan tumbuh bahkan di gurun yang panas.

Sel tangkai daun bit gula: 1 - kloroplas; 2 - inti; 3 - vakuola; 4 - sitoplasma; 5 - mitokondria; 6 - membran sel

Perlawanan terhadap pengaruh lingkungan eksternal seperti itu membutuhkan pengeluaran energi yang besar dan adaptasi khusus dalam struktur eksternal dan internal organisme.

Beberapa spesies hidup di gurun kering Asia Tengah. kutu kayu. Ini adalah krustasea darat kecil yang, seperti kerabat air terdekat mereka, membutuhkan kelembaban lingkungan yang tinggi. Hidup di gurun, mereka mampu menghindari panas dan kekeringan. Kutu kayu menggali cerpelai vertikal di tanah liat, di kedalaman yang suhunya berkurang tajam, dan udaranya jenuh dengan uap air. Mereka memakan permukaan tanah dengan sisa-sisa tanaman, meninggalkan liang mereka hanya pada saat lapisan permukaan udara dibasahi. Betina menutup lubang selama jam-jam panas dengan segmen anteriornya, yang membawa penutup yang tidak dapat ditembus, untuk mempertahankan kelembaban dan melindungi keturunannya dari kekeringan.

Masing-masing dari dua cara bertahan hidup yang dijelaskan memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Jika dimungkinkan untuk memperlambat metabolisme dan beralih ke kehidupan tersembunyi, organisme menghemat energi dan meningkatkan resistensi, tetapi tidak mampu melakukan aktivitas ketika kondisinya memburuk. Dengan pengaturan cadangan suhu dan kelembaban dalam tubuh, perwakilan dari berbagai spesies dapat mempertahankan kehidupan normal dalam berbagai kondisi eksternal yang sangat luas, tetapi pada saat yang sama mereka menghabiskan banyak energi, yang harus terus diisi ulang. Selain itu, organisme semacam itu sangat tidak stabil terhadap penyimpangan dalam rezim lingkungan internal mereka. Misalnya, pada manusia, peningkatan suhu tubuh hanya 1 ° C menunjukkan kesehatan yang buruk.

Selain ketundukan dan perlawanan terhadap pengaruh lingkungan eksternal, cara bertahan hidup ketiga juga dimungkinkan - menghindari kondisi yang merugikan dan aktif mencari habitat lain yang lebih menguntungkan.

Rusa berkeliaran: 1 - perbatasan utara hutan-tundra; 2 - perbatasan utara taiga; 3 - tempat musim dingin

Cara adaptasi ini hanya tersedia untuk hewan bergerak yang dapat bergerak di luar angkasa.

Hewan berdarah panas dapat hidup di daerah yang sangat dingin, tahan suhu serendah -50 °C. Dalam kasus seperti itu, perbedaan suhu antara hewan itu sendiri dan lingkungan bisa mencapai 80-90 °C. Pada penguin suhu tubuh konstan adalah + 37-38 ° C, rusa kutub +38-39 °С. Untuk menjaga keseimbangan termal, hewan menghabiskan cadangan energi lemak. Peran penutup insulasi panas (bawah, bulu, bulu) juga sangat penting. Pada musim dingin, selimut ini menjadi lebih tebal dan lembut, memberikan lapisan udara di sekitar tubuh yang menahan panas.

Misalnya, musim dingin belibis hitam dan belibis hazel untuk sebagian besar hari mereka menggali ke dalam salju, di tempat yang jauh lebih hangat. Banyak hewan mengatur tempat tinggal - liang dan sarang yang melindungi mereka dari pengaruh eksternal. Ini juga merupakan cara untuk menghindari faktor-faktor yang merugikan.

Sarang dan liang hewan. Atas: di sebelah kiri - sarang tupai biasa; di sebelah kanan adalah sarang bayi tikus. Di bawah, lubang musim panas (kiri) dan musim dingin (kanan) gerbil tengah hari

Contoh mencolok untuk menghindari kelaparan musim dingin dan cuaca dingin adalah penerbangan burung jarak jauh.

Peta Migrasi Walet Gudang

Ketiga cara bertahan hidup dapat digabungkan dalam perwakilan dari spesies yang sama. Misalnya, tumbuhan tidak dapat mempertahankan suhu tubuh yang konstan, tetapi banyak di antaranya yang mampu mengatur metabolisme air. Hewan berdarah dingin tunduk pada faktor-faktor yang merugikan, tetapi juga dapat menghindari efeknya. Secara keseluruhan, kita melihat bahwa, mengingat keragaman besar alam yang hidup, hanya beberapa cara utama perkembangan adaptif spesies yang dapat dibedakan di dalamnya.

Peningkatan stabilitas organisme dalam keadaan hidup laten banyak digunakan dalam praktik ekonomi. Dalam penyimpanan khusus, rezim khusus dibuat untuk penyimpanan jangka panjang benih tanaman, kultur mikroorganisme, sperma hewan ternak yang berharga. Dalam praktik medis, kondisi khusus telah dikembangkan untuk pelestarian darah donor, organ dan jaringan yang ditransplantasikan. Ada proyek untuk melestarikan sel germinal spesies hewan dan tumbuhan yang terancam punah agar dapat memulihkannya di alam di masa depan.

Tidak seperti tumbuhan, hewan adalah heterotrof. Ini adalah nama yang diberikan untuk organisme yang tidak dapat membuat zat organik dari yang anorganik. Mereka menciptakan zat organik yang diperlukan untuk tubuh mereka dari zat organik yang datang dengan makanan. Tidak seperti hewan, tumbuhan membentuk zat organik dari zat anorganik, menggunakan energi cahaya untuk ini. Tapi dalam kehidupan hewan lampu juga memegang peranan penting. Banyak hewan memiliki organ penglihatan yang memungkinkan mereka untuk bernavigasi di ruang angkasa, membedakan individu dari spesies mereka sendiri dari yang lain, mencari makanan, bermigrasi, dll. Beberapa spesies hewan aktif di siang hari ( falconiformes, menelan, zebra), lainnya pada malam hari ( kecoak, burung hantu, landak).

Sebagian besar spesies hewan hidup dalam kondisi yang berubah sepanjang tahun. Di musim semi, durasi siang hari secara bertahap meningkat, dan dengan pendekatan musim gugur, itu mulai berkurang. Menanggapi perubahan panjang siang hari, hewan dapat mempersiapkan terlebih dahulu untuk terjadinya perubahan di alam. Respon organisme terhadap perubahan waktu siang hari disebut fotoperiodisme.

Faktor penting lain dari alam mati yang mempengaruhi aktivitas vital organisme adalah suhu. Pada hewan berdarah dingin (invertebrata, ikan, amfibi, reptil) suhu tubuh tergantung pada suhu lingkungan. Dalam kondisi suhu rendah, mereka jatuh ke dalam keadaan pingsan.

hewan berdarah panas (burung-burung, mamalia) mampu mempertahankan suhu tubuh, terlepas dari perubahannya di lingkungan, pada tingkat yang kurang lebih konstan. Untuk melakukan ini, mereka perlu menghabiskan banyak energi. Karena itu, di musim dingin, mereka menghadapi masalah akut dalam mencari makanan.

Hewan yang hidup pada suhu rendah disebut pecinta dingin (penguin, beruang kutub, ikan laut dalam dan sebagainya.). Hewan-hewan ini memiliki rambut atau bulu yang berkembang dengan baik, lapisan lemak subkutan, dll.

Spesies yang hidup pada suhu tinggi disebut termofilik (karang berbatu, antelop, kuda nil, seperti orang-orangan sawah dan sebagainya.) (Gbr. 276, 4-6). Banyak spesies mampu hidup dalam kondisi perubahan suhu periodik. Mereka disebut tahan dingin (serigala, rubah, tudung dan sebagainya.) .

Faktor lingkungan lain yang memainkan peran penting dalam kehidupan hewan adalah kelembaban . Tubuh banyak hewan mengandung 50-60% air, dan tubuh ubur-ubur hingga 98%. Air menyediakan transportasi zat ke seluruh tubuh, mengambil bagian dalam transformasi kimianya, pengaturan suhu tubuh, ekskresi produk akhir metabolisme, dll. Di antara hewan ada menyukai kelembapan, tahan kekeringan dan pecinta kering. Ke menyukai kelembapan termasuk spesies hewan yang hanya dapat hidup dalam kondisi kelembaban tinggi (misalnya, kutu kayu, cacing tanah, amfibi). Tidak seperti mereka, spesies pecinta kering (kumbang scarab suci, pemandangan gurun ular dan kadal dll) mampu secara efektif menahan air dalam tubuh mereka. Ini memberi mereka kesempatan untuk hidup di stepa dan gurun yang gersang. Banyak spesies hewan yang tahan kekeringan: mereka mampu bertahan dalam periode kekeringan tertentu (banyak spesies) Zhukov, reptil, mamalia dan sebagainya.).

Untuk hewan yang hidup di lingkungan perairan, penting komposisi garam air. Beberapa jenis protozoa, krustasea, ikan hanya dapat hidup di air tawar, yang lain - hanya di laut. bahan dari situs

Pengalaman hewan dalam jangka waktu lama dalam kondisi buruk. Hewan mengalami periode kondisi buruk dengan cara yang berbeda. Misalnya, di musim dingin, beberapa spesies hewan berhibernasi (beruang coklat, landak, musang, dll.). Hal ini memungkinkan mereka untuk mengurangi pengeluaran energi mereka ketika makanan langka. Bagi penghuni gurun, hibernasi bisa terjadi di musim panas, saat musim kemarau. Hewan bersel tunggal mengalami kondisi yang tidak menguntungkan pada tahap kista. Banyak invertebrata bertahan hidup dalam kondisi yang tidak menguntungkan pada tahap telur (di antara krustasea - sisik, banyak serangga).

Di antara faktor benda mati dampak terbesar pada hewan dilakukan oleh:

lampu;
suhu;
kelembaban;
komposisi garam air.

Di halaman ini, materi tentang topik:

Faktor Habitat untuk Alam Mati
Faktor alam mati apa yang memengaruhi pinus?
Kondisi alam yang tidak menguntungkan
Pengaruh berbagai faktor untuk Perang Dunia II yang bersifat biologis
Bagaimana hewan mempengaruhi alam mati

Pertanyaan tentang barang ini:

Penyebab kematian imajiner (anabiosis) pada organisme tumbuhan dan hewan

memungkinkan mereka untuk bertahan hidup dalam kondisi musim dingin yang merugikan.

O.K. Smirnova, guru biologi dari kategori tertinggi Lyceum No. 103, Rostov-on-Don.

Sasaran: meningkatkan bidang pengetahuan siswa; belajar menganalisis fenomena penghentian sementara aktivitas vital dalam organisme hidup, menggunakannya sebagai sarana untuk beradaptasi dan bertahan hidup dalam kondisi yang merugikan.

Peralatan: tabel moluska, krustasea, serangga, ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia.

Bagaimana siput hibernasi?

Siput air, siput kolam, juga jatuh ke dalam keadaan hibernasi - kebanyakan dari mereka menggali ke dalam lumpur di dasar reservoir tempat mereka tinggal.

Di mana udang karang hibernasi?

Semua orang tahu ancaman populer di antara orang-orang: "Akan saya tunjukkan di mana udang karang berhibernasi!". Dipercayai bahwa peribahasa ini muncul selama masa perbudakan, ketika tuan tanah, menghukum budak yang bersalah, memaksa mereka untuk menangkap udang karang di musim dingin. Sementara itu, diketahui bahwa ini hampir tidak mungkin, karena udang karang menahan musim dingin, terkubur dalam lubang di dasar waduk.

Dari sudut pandang taksonomi, kelas krustasea dibagi menjadi dua subkelas - krustasea yang lebih tinggi dan lebih rendah.

Diapause pada serangga.

Dengan jumlah spesies, serangga melampaui semua kelas lainnya. Suhu tubuh mereka tergantung pada lingkungan, yang memiliki efek kuat pada kecepatan pengaruh vital, dan suhu rendah sangat mengurangi kecepatan ini. Pada suhu negatif, seluruh perkembangan serangga melambat atau hampir berhenti. Keadaan anabiotik ini, yang dikenal sebagai "diapause", adalah penghentian proses perkembangan yang reversibel dan disebabkan oleh faktor eksternal. Diapause terjadi ketika kondisi tidak menguntungkan untuk kehidupan dan berlanjut sepanjang musim dingin, sampai kondisi menjadi lebih menguntungkan dengan awal musim semi.

Menarik juga bagaimana serangga secara akurat menentukan saat mereka harus keluar dari keadaan anabiotik. Ilmuwan N.I. Kalabukhov menyelidiki anabiosis pada beberapa spesies kupu-kupu. Dia menemukan bahwa durasi diapause bervariasi dari spesies ke spesies. Misalnya, kupu-kupu merak bertahan dalam keadaan mati suri selama 166 hari pada suhu 5,9°C, sedangkan ulat sutera membutuhkan 193 hari pada suhu 8,6°C. Menurut ilmuwan, bahkan perbedaan wilayah geografis mempengaruhi durasi diapause.

Apakah ikan hibernasi?

Dengan cara yang aneh, beberapa spesies dari kelas besar ikan beradaptasi dengan suhu air yang rendah di musim dingin. Suhu tubuh normal pada ikan tidak konstan dan sesuai dengan suhu air. Dengan penurunan tajam suhu air yang tiba-tiba, ikan mengalami syok. Namun, cukup untuk menghangatkan air, dan mereka dengan cepat "hidup kembali". Eksperimen telah menunjukkan bahwa ikan beku menjadi hidup hanya jika pembuluh darahnya tidak beku.

hibernasi amfibi

Telah ditetapkan bahwa hibernasi katak berlangsung dari 130 hingga 230 hari dan durasinya tergantung pada durasi musim dingin.

Reptil juga hibernasi

Dari kelas reptil, hampir semua spesies fauna kita jatuh ke dalam keadaan hibernasi di musim dingin. Suhu musim dingin yang rendah adalah alasan utama fenomena ini.

Persiapan untuk musim dingin dimulai pada bulan Oktober, ketika kura-kura menumpuk lemak. Di musim semi, dengan pemanasan sementara, mereka bangun, terkadang selama seminggu penuh.

Apakah ada burung yang berhibernasi di musim dingin?

Sebagian besar hewan dengan suhu tubuh yang tidak stabil, yang tergantung pada lingkungan, jatuh ke dalam keadaan hibernasi. Namun yang mengejutkan, banyak hewan dengan suhu tubuh yang konstan, seperti burung, juga dapat berhibernasi selama musim yang tidak menguntungkan dalam setahun. Diketahui bahwa sebagian besar burung menghindari kondisi musim dingin yang merugikan dengan bermigrasi. Bahkan Aristoteles, dalam multi-volume History of Animals, menarik perhatian pada fakta bahwa "beberapa burung terbang untuk menghabiskan musim dingin di negara-negara yang hangat, sementara yang lain berlindung di berbagai tempat berteduh di mana mereka berhibernasi."

Mamalia apa yang berhibernasi di musim dingin?

Ada tiga jenis hibernasi menurut tingkat kelambanan:

1) sedikit mati suri, yang mudah berhenti (rakun, luak, beruang, anjing rakun);

2) pingsan total, disertai dengan kebangkitan berkala hanya pada hari-hari musim dingin yang lebih hangat (hamster, tupai, kelelawar);

3) hibernasi tanpa henti yang nyata, yang merupakan keadaan pingsan yang stabil dan berkepanjangan (tupai tanah, landak, marmut, jerboa).

Dari mamalia pemakan serangga, landak, bersiap untuk hibernasi, mengumpulkan lumut, daun, jerami di tempat terpencil dan mengatur sarang untuk dirinya sendiri. Tapi itu "menetap" di rumah barunya hanya ketika suhunya dijaga di bawah 10 ° C untuk waktu yang lama. Sebelum itu, landak makan banyak untuk menyimpan energi dalam bentuk lemak.

Pada musim dingin atau musim panas yang kering, tubuh mengumpulkan zat energi cadangan yang membantu bertahan di musim yang sulit, misalnya, glikogen. Hewan menjadi gemuk dengan satu atau lain cara. Pada beberapa spesies, lemak mencapai 25% dari total berat badan, misalnya, tupai tanah kecil di musim semi memiliki massa sekitar 100-150 g, dan di tengah musim panas - hingga 400 g.

Adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang merugikan juga diekspresikan dalam migrasi. Jadi, di musim gugur, ketika kondisi makanan memburuk, sebagian besar rubah Arktik dan rusa kutub bermigrasi dari tundra ke selatan, ke hutan-tundra dan bahkan ke taiga, di mana lebih mudah untuk mendapatkan makanan dari bawah salju. Mengikuti rusa, serigala tundra juga bermigrasi ke selatan. Di wilayah utara tundra, kelinci melakukan migrasi massal ke selatan pada awal musim dingin, dan ke arah yang berlawanan di musim semi. Gunung berkuku pada musim panas naik ke sabuk gunung atas dengan rerumputan yang kaya, di musim dingin, ketika kedalaman lapisan salju meningkat, mereka turun. Dan dalam hal ini, migrasi beberapa predator, seperti serigala, diamati dikombinasikan dengan ungulata.

Secara umum, migrasi dicirikan oleh jumlah spesies yang relatif lebih sedikit daripada burung dan ikan. Mereka paling berkembang pada hewan laut, kelelawar dan ungulata, sementara di antara spesies dari kelompok yang paling banyak - hewan pengerat, insektivora, dan predator kecil - mereka praktis tidak ada.

Alternatif untuk migrasi pada hewan ini adalah hibernasi. Bedakan antara hibernasi musiman fakultatif dan musiman berkelanjutan. Dalam kasus pertama, suhu tubuh, jumlah gerakan pernapasan dan tingkat keseluruhan proses metabolisme berkurang sedikit. Tidur mudah terganggu oleh perubahan pemandangan atau kecemasan (beruang, rakun). Hibernasi musiman yang berkelanjutan ini ditandai dengan hilangnya kemampuan untuk mengatur suhu, pengurangan tajam dalam jumlah gerakan pernapasan dan kontraksi otot jantung, dan penurunan tingkat metabolisme secara keseluruhan (marmut, tupai tanah).

Adaptasi penting untuk mengalami kondisi buruk adalah pengumpulan persediaan makanan. Di antara vertebrata lain, hanya beberapa kelompok burung (passerine, burung hantu, pelatuk) yang mengumpulkan makanan untuk musim dingin, tetapi ukuran cadangan mereka dan signifikansi adaptif dari aktivitas ini dapat diabaikan dibandingkan dengan mamalia.

Penguburan mangsa yang berlebihan adalah hal biasa di. Jadi, musang dan cerpelai mengumpulkan masing-masing 20-30 tikus dan tikus, polecat hitam menumpuk beberapa lusin katak di bawah es, cerpelai - beberapa kilogram ikan. Predator yang lebih besar (martens, serigala, kucing, beruang) menyembunyikan sisa-sisa mangsa di tempat-tempat terpencil, di bawah pohon tumbang, di bawah batu. Macan tutul sering menyembunyikan sebagian mangsanya di dahan pohon. Ciri khas penyimpanan makanan oleh pemangsa adalah tidak ada dapur khusus yang dibangun untuk penguburannya, hanya satu individu yang membangunnya yang menggunakan persediaan. Secara umum, stok hanya berfungsi sebagai bantuan kecil untuk mengalami periode makan rendah, dan mereka tidak dapat mencegah serangan kelaparan yang tiba-tiba. Berbagai hewan pengerat dan pika menyimpan makanan dengan cara yang berbeda, meskipun dalam hal ini, ada juga tingkat kesempurnaan penyimpanan dan signifikansi yang berbeda. Tupai terbang mengumpulkan beberapa puluh gram cabang terminal dan catkin alder dan birch, yang mereka masukkan ke dalam lubang. Tupai dikubur di daun yang jatuh, di lubang dan di tanah biji dan kacang. Mereka juga menggantung jamur di dahan pohon. Satu tupai di taiga jenis konifera gelap menyimpan hingga 150-300 jamur, dan di hutan pita Siberia Barat, di mana kondisi makanan lebih buruk daripada di taiga, hingga 1500-2000 jamur, mereka terutama minyak. Cadangan yang dibuat oleh tupai digunakan oleh banyak individu dari spesies ini.

Peringkat artikel:

Tampilan