Меняющаяся среда. Адаптация и адаптивность

Гены, кодирующие адаптивные белки, образование которых резко усиливается под влиянием разных факторов среды (повышение температуры, отравление металлами), содержат в составе промоторов дополнительные характерные короткие нуклеотидные последовательности. В ответ на повышение температуры или другие стрессы (например, отравление ядами) вырабатываются особые белки, получившие название белков теплового шока. Считается, что быстрое накопление таких белков в клетке обеспечивает физиологическую адаптацию к изменившимся условиям среды. Эти белки чрезвычайно консервативны, они мало менялись в эволюции. Например, белки, имеющие Мг = 70 ООО и образующиеся после теплового шока в клетках . соИ, растений, насекомых и млекопитающих, проявляют большую степень гомологии по аминокислотной последователь- [c.199]

Понятие адаптивной зоны как более или менее дискретного комплекса условий среды, определяющего направление адаптации таксона, было дано Дж. Симпсоном применительно к таксонам надвидового ранга, ио иногда относилось нм к жизненным формам. В основе концепции адаптивной зоны лежит, по сути дела, понятие видовой экологической ниши, которой придана, во-первых, протяженность во времени (что естественно при рассмотрении эволюции), а во-вторых, иерархичность таксон более высокого ранга занимает более широкую адаптивную зону, включающую в себя субзоны входящих в него таксонов более низкого ранга. Так же как экологическая ниша вида определяется по занимающему ее виду, адаптивная зона характеризуется эволюционирующим в ней таксоном. [c.138]

Адаптивные зоны разграничены в пространстве потенциальных эволюционных преобразований организации таксона неадаптивными зонами, т. е. такими условиями среды, адаптация к которым для данного типа организации более или менее затруднена. Кроме того, адаптивные зоны могут быть различно ориентированы в этом пространстве, что в значительной степени определяет дивергенцию. Например, адаптивная зона Pinnipedia (ластоногих) ориентирована иначе, чем адаптивная зона Fissipedia (наземных хищных млекопитающих Симпсон, 1948). Освоение новой зоны возможно, если она никем не занята либо если занимающий ее таксон может быть вытеснен как менее приспособленный более приспособленным В селенцем. [c.138]

Однако их критика была направлена против двух положений, которые не обязательно являются частью программы адап-тационистов. Первое состоит в том, что естественный отбор — это свободный процесс, не имеющий пределов и обладающий безграничной силой. Ранее было показано (см. разд. 3.3.1), что это не так. Естественный отбор действует на фоне других биологических процессов, таких, как развитие и аллометрия. Это не означает, что данные процессы не подвержены действию естественного отбора или не зависят от давления отбора, а свидетельствует о скупых средствах, с помощью которых отбор функционирует (нередко посредством генов, программирующих онтогенез). Второе положение состоит в том, что адаптация — в рамках дарвиновской теории — должна быть идеальной. Это, однако, противоречит тому определению адаптации, которое -мы дали в предыдущем подразделе адаптация есть мера соответствия организма условиям его обитания и степень адаптации может меняться от полной приспособленности к среде обитания до плохой приспособленности. Весь этот размах адаптивной изменчивости должен быть представлен в мире живого. [c.82]

Достижение хорошего качества процессов в системе (или даже оптимальности) за счет адаптации обычно связано с включением в систему дополнительных более или менее сложных устройств переработки информации. Поэтому сложные адаптивные системы могут служить адекватной моделью адаптивного поведения достаточно высокоорганизованных живых организмов, которые могут с помощью хорошо развитого аппарата обработки информации производить оценку вероятностных характеристик внешней среды и реагировать в соответствии с этими оценками. В живых системах надорганизменного и суборганиз-менного уровня процессы адаптации должны протекать на более простом в смысле алгоритмического обеспечения уровне. Одним из простейших возможных механизмов адаптации является использование параметрических обратных связей. [c.101]

Механизм смещения нормы реакции при изменении внешних условий, по-видимому, соответствует представлениям И. И. Шмаль-гаузена (1968а). Проявления нормы реакции, не совпадающие с изменениями среды, элиминируются, что должно приводить к ее одностороннему сужению, но одновременно по адаптивным проявлениям действует отбор на ее расширение. Форма кривой распределения по отбираемому призна1ку зависит от широты нормы реакции и степени изменения среды за единицу времени. Если норма реакции большей части особей в популяции перекрывает диапазон изменений внешнего фактора, распределение смещается без существенного изменения своей формы, если не перекрывает, то, как это показал Г. Д. Поляков (Г975), ривая принимает асимметричную форму большая часть особей меняет свой фенотип в соответствии с изменением среды, не способные же полностью адаптироваться к новым условиям особи составляют шлейф изменчивости, направленный в сторону, противоположную направлению отбора. По мере селекционной адаптации к новым условиям этот шлейф должен исчезать, что будет соответствовать стабилизации нормы по Шмальгаузену (см. выше). [c.40]

Как уже сказано, суть принципа сводится >к тому, что при фиксированном ресурсе и в отсутствие прогрессивной эволюции адаптация в одном каком-либо направлении идет в ущерб адаптации в других направлениях. Ресурс при этом, естественно, перераспределяется, т. е. доля его, идущая на адаптацию л-с рассматриваемому фактору, увеличивается, а к остальным уменьща- тся. Полная адаптация к данному фактору невозмол<на именно из-за ограниченности ресурса. Поскольку рассматривается экологическая ситуация, в качестве механизмов адаптации обсуждаются главным образом фенотипические реакции изменения пове-.дения, изменения хода онтогенеза и т.п. Организмы сначала используют наиболее эффективные из доступных им способов адаптации, если этих механизмов недостаточно, включаются все другие (см. 1.2). Чем сильнее действие фактора среды, тем недостаточнее адаптивный ответ на него. В результате меняются факторы смертности . при адаптации к данному фактору на первый план выступают другие факторы среды, влияющие па другие признаки [c.47]

Таким образом, адаптация достигается через функции. Поэтому мол<но сказать, что функциональный анализ на любом уровне организации—от молекулярного до организмеиного — направлен иа выяснение приспособле ний (см. выще). Подобный подход позволяет на биологическом материале. конкретизировать вопрос о соотношении формы и функции в эволюции. Представления о том, что отбору подвергаются неопределенные изменения признаков организации, т. е. формы, а функции о беспечивают адаптацию, означают, что отбор индивидуальных вариаций формы осуществляется через связи этой формы с окружающей средой, т. е. через функции. Тот же вывод следует и из положения А. Н. Северцова (1939) о роли мультифункциоиальности в обеспечении эволюционной пластичности организации (см. ниже). Из сказанного вытекает, что функция не может меняться без изменения формы, ио адаптивные изменения формы возможны лишь через изменения функции. Иными словами, у каждого данного организма данная структура (включая индивидуальную изменчивость) определяет выполнение соответствующих функций, ио в то же время отбор по функциям определяет формирование и преобразования структуры в ходе филогенеза. Таким образом, постулирование примата функции (эктогенез) или примата формы (автогенез) оказываются неправомочными не потому, что форма и функция едины, а потому, что форма определяет функцию на организменном (онтогенетическом) уровне, а функция форму—на филогенетическом. [c.90]

Учитывая это наблюдение, в сочетании с принципом гетеробатмии и представлением о специализированности предковых форм, можно представить следующую картину формирования организации таксона, способного освоить новую адаптивную зону. В период некогерентной эволюции, знаменующей собой адаптацию к новым условиям среды, когда лишь несовершенство приспособлений к новым условиям определяет границы адаптивной зоны таксона, происходит адаптивная радиация (Osborn, 1912) осваивающего новую зону таксона, причем каждая из дочерних систематических групп занимает часть общей адаптивной зоны таксона, а границы между этими субзонами, формирующиеся на основе межгрупповой конкуренции между близкими по своей организации в силу общности их происхождения, а потому и экологически более или менее сходными формами, довольно жестки. В результате часть дочерних таксонов уже в процессе адаптивной радиации оказывается в условиях среды, неблагоприятных с точки зрения тех адаптаций, которые позволили освоить новую зону. Эти условия можно, с одной стороны, характеризовать как узкие, ведущие к специализации, а с другой — как пограничные по отношению к соседним адаптивным зонам. [c.151]

Пути повышения экологической, устойчивости столь же многообразны, сколь многообразны адаптации, обеспечивающие снижение смертности. Любая адаптация с экологической точки зрения — снижение элиминации, вызываемой тем или иным параметром среды (Северцов, 1,941). Однако для близких форм, эволюционирующих в субзонах общей адаптивной зоны, число возможных способов повышения устойчивости оказывается ограниченным это либо выход из конкуренции с параллельно эволюционирующими таксонами за счет специализации, либо, напротив, повышение конкурентоспособности за счет выработки адаптаций, не менее эффективных, чем адаптация конкурентов. В обоих случаях будет происходить формирование границ субзон параллельно эволюционирующих таксонов. При специализации, ведущей к ослаблению конкуренции между компонентами данного коадаптивного комплекса, возникает парадоксальная ситуация. Для системы видов (таксонов), коадаптированных в данном комплексе, среда оказывается насыщенной. Границы зон достаточно жестки, а дивергенция затруднена [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология