Адаптация и стресс Адаптация – приспособление: - к новым условиям, - новому уровню активности. Адаптация - это приспособительный процесс, возникающий в ходе индивидуальной жизни человека, в результате которого приобретается способность жить в ранее непривычных для жизни условиях, или новом уровне активности, то есть повышается устойчивость организма к действию факторов этих новых условий существования. Если адаптация не развивается, то возникает «стресс», поломка.
Когда развивается адаптация? Живое существо может находится в двух, принципиально отличающих состояниях - физиологическом покое и активном, деятельном состоянии. Диапазон физиологических процессов в последнем случае весьма широк: от состояния утреннего пробуждения до смерти. Когда на организм действуют какие-то факторы или в нем самом возникают процессы, по своей интенсивности превосходящие обычный (привычный) уровень, возникают ответные реакции - адаптации.
Организм человека может адаптироваться к высокой или низкой температуре, к новому (повышенному уровню) физической активности, к действию необычных по силе эмоциональных раздражителей (страх, боль и т.п.), к пониженному барометрическому давлению или даже к некоторым болезнетворным факторам.
СТРЕСС При действии раздражителя высокой интенсивности следствием чрезвычайного напряжения той или иной функции последняя может оказаться неадекватной данным условиям и процесс из физиологического переходит в патологический. Стрессорными факторы могут стать и при ослаблении организма. Такой переход целесообразно называть стрессом или общим адаптационным синдромом (Селье). Этот синдром развивается и при действии на организм раздражителя являющегося болезнетворным (инфекционный агент, физическая или психическая травма и т.п.). В своем развитии стресс проходит три стадии: 1) тревоги, 2) резистентности, 3) истощения.
Основа развития адаптации (срочной) лежат: Резервные возможности организма обусловлены наличием, так называемой, избыточной организации его структур. Избыточная организация - это имеющееся в организме дублирование органов, клеток в органе, отдельных элементов в клетке. В состоянии относительного покоя каждый орган, система органов и организм в целом никогда не функционируют с использованием всех своих структурных возможностей. Обычно структуры органов функционируют на 1/6 - 1/10 часть своих потенциальных возможностей.
Основой первой стадии адаптации является: Более активное функционирование невозможно без увеличения использования энергии. Запас же АТФ в клетках, как правило, невелик, поэтому в первую очередь возникает необходимость восполнять энергетические потребности усиленно функционирующего органа. Для этого повышается доставка кислорода и субстратов окисления (углеводов, жиров) к работающему органу.
Устойчивое состояние Время работы зависит от интенсивности нагрузки. Мышцы получают в раз больше крови Поглощение О 2 может возрастать в раз за счет: - снижения в мышцах РО 2 (растет градиент с кровью), - повышения температуры, - закисления, - увеличения в эритроцитах 2,3-ДФГ, - увеличения концентрации эритроцитов (сгущение крови за счет задержки в мышцах воды плазмы).
Механизмы развития утомления При максимально интенсивной работе – истощение АТФ в мышцах При субмаксимальной – закисление мышц При менее интенсивной работе – процессы в ЦНС (нарушение питания нейронов, недостаток нейромедиаторов, дискоординация между нервными центрами), нарушение функций вегетативных органов.
Потребность в О 2 и ее обеспечение при выполнении работы постоянной интенсивности На схеме представлена потребность организма в О 2 при выполнении постоянной нагрузки (обозначено курсивом). В – кислородный долг в период врабатывания, D – ликвидация долга в период восстановления
Задача морфологической стадии адаптации Во время развития морфологической стадии постепенно совершается структурная перестройка органов. В результате морфологическая основа органа (органов) постепенно увеличивается, а следовательно возрастают функциональные резервы. Поэтому раздражитель, ранее бывший необычным для организма, уже перестает быть таковым и изменившаяся структура в связи с ее возросшими функциональными возможностями легко справляется с ответом на эту величину раздражителя.
Адаптация или стресс? Переход от срочной, во многом еще несовершенной фазы адаптации к долговременной знаменует собой узловой момент адаптационного процесса. Именно этот переход делает возможной жизнь организма в новых условиях. Другими словами именно здесь "решается" разовьется в организме истинная реакция адаптации или возникнет (продолжится) стресс-реакция.
Физиологические механизмы, обеспечивающие адаптацию Развиваются при действии необычного раздражителя СРОЧНАЯ СТАДИЯ - используются функциональные резервы избыточной организации, ДОЛГОВРЕМЕННАЯ СТАДИЯ - происходят структурные перестройки - увеличиваются функциональные возможности РАЗДРАЖИТЕЛЬ СТАНОВИТСЯ ОБЫЧНЫМ
Основа долговременной адаптации: Физиологическая регенерация - процесс обновления структур на уровне атомов, молекул, субклеточных образований или целых клеток. Он сбалансирован так, что активность его зависит от функциональных потребностей клеток, органов и организма в целом. В условиях обычного уровня функциональной активности сколько разрушается "отработанной" структуры, столько и восстанавливается. Если же начинает разрушаться больше (а это есть прямое следствие более высокой функциональной активности), то и восстановление идет более интенсивно. Причем в условиях повышенной функциональной активности восстановление, как правило, идет даже с "плюсом", то есть синтезируется больше, чем разрушается. В первую очередь эти изменения захватывают молекулярный и субклеточный уровни.
Адаптация к гипоксии: При адаптации организма к гипоксии вовлекаются многие органы и системы. Выделяют пять основных компонентов структурного следа. Во-первых, возрастает мощность системы поступления и транспорта кислорода. В результате возрастает резистентность к гипоксии любого генеза. Во-вторых, активация синтеза РНК и белков в головном мозге обеспечивает ускорение формирования временных связей, увеличение мощности стресс-лимитирующих систем. Это обеспечивает увеличение устойчивости к эмоциональным стрессорам, к неврозам и т.п. В-третьих, снижается функциональная активность супраоптических ядер гипоталамуса и клубочковой зоны надпочечников. Следствием чего является снижение резерва натрия и воды в организме (антигипертензивный эффект). В-четвертых, возникают изменения в системе иммунитета и как следствие - широкий антиаллергический эффект. В-пятых, происходит увеличение активности дезинтоксикационных систем в печени, антиоксидантных систем в различных органах. Следствием этого является увеличение устойчивости к атерогенным и токсическим факторам.
Перекрестная адаптация Если адаптационные процессы выражены относительно умеренно, то в процессе их развития к какому-либо конкретному раздражителю можно обнаружить повышение устойчивости и к действию других факторов. Такое состояние называется перекрестной адаптацией. Перекрестная адаптация обусловлена тем, что процесс адаптации несет черты не только специфические, но и неспецифические.
«Плата» за адаптацию Уже на первых стадиях развития адаптации биосинтез белков резко активируются, начинают использоваться не только энергетические, но и пластические резервы, как самого работающего органа, так и всего организма. Но одновременно пластическое обеспечение всех тканей и клеток организма усиливаться не может. Поэтому в каждом конкретном случае происходит определенный выбор в пользу той ткани, того процесса в ней, который больше всего нуждается в пластическом обеспечении. А это происходит иногда за счет других органов и тканей. Результатом такого распределения может быть снижение функциональных возможностей других систем.
Дезадаптация и реадаптация При изменении условий существования - возврате в прежние условия, приобретенные адаптационные изменения постепенно утрачиваются. В различных органах и системах адаптационные изменения как возникают, так и утрачиваются неодновременно. В случае повторного действия того же фактора развертывается процесс реадаптации. При этом адаптационные изменения развиваются быстрее. Однако слишком частая смена процессов адаптации и утраты адаптации может привести к срыву в действии систем регуляции к дезадаптации и послужить причиной заболевания или даже смерти.
Возрастные отличия процессов адаптации В детском возрасте адаптационные процессы происходят более быстро. Однако в зависимости от возраста, в связи с тем, что еще не завершено развитие систем организма, механизмов регуляции их, при действии многих факторов процессы кратковременной и долговременной фаз развития адаптации затруднены.
Что такое адаптация и стресс Механизмы развития адаптации
Адаптация – приспособление:
- к новым условиям,
- новому уровню активности.
Адаптация - это приспособительный процесс, возникающий в ходе индивидуальной жизни человека, в результате которого приобретается способность жить в ранее непривычных для жизни условиях, или новом уровне активности, то есть повышается устойчивость организма к действию факторов этих новых условий существования.
Если адаптация не развивается, то возникает «стресс»,
Живое существо может находится в двух,
принципиально отличающих состояниях -
физиологическом покое и активном, деятельном состоянии.
Диапазон физиологических процессов в последнем случае весьма широк: от состояния утреннего пробуждения до смерти. Когда на организм действуют какие-то факторы или в нем самом возникают процессы, по своей интенсивности превосходящие
обычный (привычный) уровень, возникают ответные реакции - адаптации .
Организм человека может адаптироваться к высокой или низкой температуре, к новому (повышенному уровню) физической активности, к действию необычных по силе эмоциональных раздражителей (страх, боль и т.п.), к пониженному барометрическому давлению или даже к некоторым болезнетворным факторам.
При действии раздражителя высокой интенсивности следствием чрезвычайного напряжения той или иной функции последняя может оказаться неадекватной данным условиям и процесс из физиологического переходит в патологический.
Стрессорными факторы могут стать и при ослаблении организма.
Такой переход целесообразно называть стрессом или
общим адаптационным синдромом (Селье). Этот синдром развивается и при действии на организм раздражителя являющегося болезнетворным (инфекционный агент, физическая или психическая травма и т.п.). В своем развитии стресс проходит три стадии: 1) тревоги, 2)
резистентности, 3) истощения.
Физиологическая (срочная)
Морфологическая (долговременная)
Резервные возможности организма обусловлены
наличием, так называемой, избыточной организации его структур. Избыточная организация - это имеющееся в организме дублирование органов, клеток в органе, отдельных элементов в клетке.
В состоянии относительного покоя каждый орган, система органов и организм в целом никогда не функционируют с использованием всех своих структурных возможностей. Обычно структуры органов функционируют на 1/6 - 1/10 часть своих потенциальных возможностей.
Более активное функционирование невозможно без увеличения использования энергии. Запас же АТФ в клетках, как правило, невелик, поэтому в первую очередь возникает необходимость восполнять энергетические потребности усиленно функционирующего органа. Для этого повышается доставка кислорода и субстратов окисления (углеводов, жиров) к работающему органу.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Приспособительные особенности строения, окраски тела и поведения животных
Цель урока: Изучить приспособительные особенности живых организмов
План урока: Понятие «адаптация» Типы адаптаций: А) морфологические Б) физиологические В) поведенческие 3. Относительный характер адаптаций
Адаптация (лат. adapto - приспособляю) - процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды.
Типы адаптаций Морфологическая адаптация Форма тела Окраска: а) покровительственная б) маскировка в) предупреждающая г) мимикрия Физиологическая адаптация Поведенческая адаптация
Сокол сапсан
покровительственная окраска - делает особь менее заметной и затрудняет ее обнаружение
Заяц-беляк На севере многие виды окрашены в белый цвет, чтобы не выделяться на фоне белого снега
Другие виды имеют наоборот, контрастную, расчленяющую окраску
Маскировка - приспособление при котором особь сливается с окружающими предметами
Гигантский индонезийский палочник Листокрылый кузнечик рокселана Гусеница пяденица Бабочка-листовидка каллима Палочник-листотел
предупреждающая окраска- это яркая бросающаяся в глаза окраска, которая отличает жалящих или несъедобных существ
Хищники реже атакуют таких опасных особей, выбирая более безобидных жертв
мимикрия - это достижение сходства с опасным для хищника видом
Бабочка-монарх (ядовитая) Бабочка ленточник (неядовитая)
Эта угрожающая змея - на самом деле гусеница южноамериканского бражника со страшными ложными глазами. Она, как змея, извивается всем телом и покачивается из стороны в сторону, пугая хищников.
Типы адаптаций Морфологическая адаптация Физиологическая адаптация, т.е. все те изменения в работе тканей и органов, которые накопились в результате естественного отбора Поведенческая адаптация
Типы адаптаций Морфологическая адаптация Физиологическая адаптация Для выживания животные используют Поведенческие адаптации, механизмы
Полевка-эконом Может запасать до 10 кг. запасов кореньев, злаков, сена
Забота о потомстве Пассивная Активная Превентивная
Пассивная забота о потомстве
Превентивная забота о потомстве одиночная оса ординера тащит в свое гнездо парализованного, но живого кузнечика
Активная забота о потомстве
Адаптация – это проявление изменчивости, которые дают преимущество в борьбе за выживание и закрепляются естественным отбором
1. Примером поведенческой адаптации является: запасание корма мышью полёвкой слияние тёмной окраски спинки камбалы с фоном морского дна окраска божьей коровки 1 2 3
2. Приспособленность организмов носит относительный характер, так как: любая адаптация целесообразна только в определённых условиях борьба за существование может привести к изменению вида при резких изменениях условий группа вымирает 1 2 3
Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора.
Учебно-методический комплекс урока «Приспособления живых организмов к среде обитания» включает в себя электронное приложение, методическую разработку урока, макет рабочей тетради. Урок проблемны...
опорный конспект по биологии «Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора»
«Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора»...
Презентация "Естественный отбор. Формы естественного отбора"
Презентация предназначена для 9-х классов, изучающих биологию по учебнику В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина.Слайд № 1: Заглавный слайдСлайд № 2: Определение естественного отбора и борьбы за с...
Актуализация знаний
Объясните следующие явления:
Адаптация организмов
к условиям обитания
как результат действия
естественного отбора
приспособленность
организмов?
Как образуются приспособления?
К.Линней: виды созданы Богом и уже приспособлены к среде обитания.
Ж.Б.Ламарк: формирование приспособленности стремлением организмов к самоусовершенствованию.
Ч.Дарвин: объяснил происхождение приспособленности в органическом мире с помощью естественного отбора.
Попытайтесь объяснить образование длинной шеи у жирафа с точки зрения К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ч.Дарвина.
Адаптация (приспособленность)
«Чтобы выжить, надо быстро
изменяться (приспосабливаться)»
Л. Кэролл «Алиса в Зазеркалье»
-Сначала возникает генетическое разнообразие проявляющееся в фенотипических признаках;
-сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям приспособленность к условиям среды.
Морфологические адаптации
(приспособления)
дятел
морж
У Дарвина любимым примером является дятел.
Он писал: «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазающий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?»
1. Форма тела (зависит от среды обитания)
обтекаемая
Торпедообразная форма тела позволяет дельфину развивать в воде v =40 км/ч
Сокол – сапсан в погоне за добычей развивает v = 290 км/ч
Скорость пингвина в толще воды 35 км/ч
Морфологические приспособления 1. Форма тела (зависит от среды обитания)
Синий кит
Торпедообразная форма тела у синего кита
Морфологические приспособления
Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов. Благодаря ей животные становятся менее заметны.
Птенец серебристой чайки
Малый вальдшнеп
Самки птиц, гнездящихся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны и птенцы у этих видов птиц.
Морфологические приспособления 2. Покровительственная окраска
Белый медведь
песец
В районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности.
Морфологические приспособления 2. Покровительственная окраска
У открыто гнездящихся птиц самка, сидящая на гнезде почти неотличима от окружающего фона. Соответствует фону и пигментированная скорлупа яиц. Интересно, что у птиц, гнездящихся в дупле, на деревьях, самки нередко имеют яркую окраску, а скорлупа светлая.
Перепел и его яйца
Горихвостка, яйцо кукушки в гнезде горихвостки
Морфологические приспособления
3. Расчленяющая окраска
леопарды
У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен. Такая окраска имитирует чередование света и тени.
Морфологические приспособления
3. Расчленяющая окраска
тигр
Чередование на теле светлых и темных полос или пятен
зебра
Морфологические приспособления
4. Предостерегающая окраска
саламандра
тарантул
Такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля. вряд ли будет пытаться сделать это еще раз.
Морфологические приспособления
4. Предостерегающая окраска
Очень яркая окраска (обычно белая, желтая, красная, черная) характерна для хорошо защищенных ядовитых, жалящих форм. Несколько раз попытавшись отведать клопа-«солдатика», божью коровку, осу птицы в конце концов отказываются от нападения на жертву с яркой окраской.
Клоп - солдатик
Божья коровка
Песчаная эфа
Морфологические приспособления
5. Маскировка –
сочетание окраски и формы тела
Эффект покровительственной окраски повышается при ее сочетании с соответствующим поведением: в момент опасности многие животные замирают, принимая позу покоя.
Удивительное сходство с веточками наблюдается у палочников.
Гусеницы некоторых бабочек напоминают сучки, а тело некоторых бабочек – лист.
Морфологические приспособления
5. Маскировка
листовидка
Это соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников.
Морфологические приспособления
5.Маскировка
Морской конек
Рыба-игла
Морфологические приспособления
6. Мимикрия – подражательное сходство
Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищенным и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам.
Муха-журчалка
Морфологические приспособления
6.Мимикрия
Это сходство беззащитного или съедобного вида с хорошо защищённым и обладающим предостерегающей окраской
Бабочка вице-король повторяет форму и окраску крыльев ядовитой бабочки-монарха.
Муха копирует облик и поведение пчелы
Морфологические приспособления
6. Мимикрия – подражательное сходство
Молочная змея успешно имитирует окраску кораллового аспида
Как правило, численность копируемых особей во много раз выше, чем копирующих.
Морфологические приспособления
7.Средства пассивной защиты
Образования, которые увеличивают вероятность сохранения организма в борьбе за существование
ехидна
дикобраз
Раковина моллюска
Колючки барбариса
кактус
Поведенческие адаптации – приспособительное поведение
Брачный турнир самцов антилопы
Брачное поведение олушей
Поведенческие адаптации
изменения поведения в тех или иных условиях
Лягушка лопатоног. Земноводное пустыни, живущее большую часть жизни в норах, выходит ночью на охоту, когда спадёт жара.
Замирание при опасности
Характерная черта поведения опоссума - способность притворяться мертвыми при опасности, в этой "игре" опоссум просто неподражаем.
Поведенческие адаптации – приспособительное поведение
Запасание корма
Речной бобр запасает до 20 куб.м. корма
Японские макаки зимой спускаются с гор в термальные источники
Поведенческие адаптации – приспособительное поведение угрожающая поза
Поведенческие адаптации – забота о потомстве
Жук - скарабей
Самец колюшки строит гнездо с 2 выходами – забота о безопасности потомства
Из кучки навоза лепят большие шары, откатывают их в подходящее место. Выбрасывая из - под шара землю, они постепенно закапывают его.
Часть шаров жуки-навозники съедают сами, а остальное служит для пропитания личинок.
Поведенческие (этологические) адаптации – забота о потомстве
Вынашивание икры самцами в складках живота, которую откладывают туда самки
Выкармливание потомства у пингвинов
Это особый тип поведения в тех или иных условиях, который имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование
Физиологические адаптации
Сохранение организма за счет механизмов саморегуляции обмена веществ и превращения энергии
Удаление избытка воды через сократительную вакуоль
Бурундук в спячке
Биохимические адаптации
Особое строение молекулы гемоглобина для транспортировки кислорода (сильнейший окислитель, способен нарушить гомеостаз организма)
Ёж защищается от лисы иголками и сворачивается в клубок, но если рядом ручей, лиса скатывает его в воду, где мыщцы ежа разжимаются и он становится лёгкой добычей.
Ядовитых змей, опасных для многих животных, поедают мангусты.
Относительный характер приспособленности
Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания.
При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т.е. адаптации имеют относительную целесообразность
Выберите один из четырех вариантов:
1.Заяц-беляк периодически линяет, изменяя окраску шерсти. Это приспособление
А) заложено творцом В) не обусловлено генетически
Б) сформировалось исторически Г)унаследовано от древних млекопитающих
2. Примером покровительственной окраски:
А) зеленая окраска у кузнечика Б) зеленая окраска листьев у растений
Г)сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы
3. Пример маскировки:
А) зеленая окраска у кузнечика
Б)сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы
В) ярко-красная окраска у божьей коровки
Г)сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком
Домашнее задание
