СобакиКошкиПтицыРыбыЛошадиГрызуныАмфибииРептилииРастенияФОТОВопросы-ответы (FAQ)ОткрыткиЭнциклопедии


 

Адаптации в строении тела позвоночных животных

Интересно конвергентное развитие формы головы у водных позвоночных, живущих у поверхности воды. Глаза этих животных расположены в наиболее удобном для просмотра поверхности воды положении. У ондатр, бобров, выдр, морских котиков, сивучей глаза расположены намного выше, чем у их наземных родственников. Более всего приспособлены в этом отношении бегемоты, крокодилы, лягушки и рыбы (прыгуны и четырехглазые): их глаза и ноздри расположены на верху головы. Им достаточно высунуть из воды именно эту часть головы, чтобы, находясь полностью в воде, ориентироваться в окружающей среде.

Полной противоположностью конвергентного развития является процесс, называемый дивергенцией или адаптивной радиацией. Этими словами обозначается возникновение отличных по внешнему виду животных, близко родственных, но приспособленных к разному образу жизни. Например, косули и оленьки как коренные обитатели подлеска обладают иной формой тела и способом передвижения, чем олени, которые развивались как животные открытых степей.

Многообразие   позвоночных   животных   формируется, таким образом, с одной стороны, адаптивной радиацией, а  с  другой - конвергенцией.   В  этих  процессах  стираются границы времени и пространства, сближаются по облику и строению через пропасть тысячелетий представители раз личных   отрядов.   Сравним  внешний вид  наших летучих мышей и остальных летающих животных с похожими на них вымершими мезозойскими птице-ящерами.  

На   примере летающих позвоночных хорошо видно, что при конвергентном развитии можно достичь одного и того же эффекта разными путями
.  "Крылья" рукокрылых и птице-ящеров, хотя и выглядят на первый взгляд одинаково, построены различным  образом.  Опорные поверхности летучих мышей сформированы из тонкой кожи, натянутой в "рамке", состоящей с одной стороны из сильно вытянутых фаланг передних конечностей, пястья, запястья, локтевой и лучевой костей, а с другой - из бедренных и берцовых костей; и боков животного. Сзади кожная перепонка прикрепляется к хвостовым позвонкам. Спереди перепонку натягивают четыре   пальца   (со   второго   по   пятый),   первый   палец свободен и может самостоятельно двигаться. Летательная  перепонка птице-ящеров была прикреплена приблизительно таким же образом, но спереди ее натягивал только один, четвертый палец. Первые три были короткими и свободными,   пятый  не  существовал вовсе.   Совершенно иным способом  построены  крылья  птиц.   Скелет,   особенно  в  области пальцев, сильно видоизменен, он образует лишь  основную ось, тогда как собственно опорная поверхность сформирована исключительно при помощи перьев.

Несмотря    на    перечисленные    различия,    все    эти "крылья"   возникали   сходным   образом,   то   есть   путем адаптации строения передних конечностей. Почти во всех отрядах позвоночных существуют различные приспособления, делающие возможным для многих видов передвижение по воздуху. Эти приспособления возникли разными способами,   особенно   если  их  сравнить  с  образованием настоящих крыльев. 

Молодь отличается от взрослых личиночными стадиями, которые, как часть планктона, могут свободно парить в воде. Такое парение в воде обеспечивается многочисленными длинными отростками в виде игл или широких лент, увеличивающих поверхность тела. Они есть у молоди луны-рыбы и морского дьявола, в то время как у первой во взрослом состоянии круглое, сплющенное с боков тело свободно плавающей рыбы, у второго, наоборот, тело сплюснуто сверху, как у обитателя морского дна.

Змея заглатывает пойманную лягушку, фото амфибии фотография земноводные

Типичная гидродинамическая веретенообразная форма вытянутого тела является как бы символом, но отнюдь не общей моделью строения тела рыб, которая в каждом конкретном случае зависит от образа жизни животного. Рыбы текущих вод имеют сильное торпедообразное тело, рыбы же, обитающие в стоячих водах, обладают высоким, уплощенным телом. Это боковое уплощение доведено до крайности у рыб, живущих в густых зарослях водных растений. Рыбы, живущие в толще воды (пелагические), обладают, как правило, тонким,- вытянутым телом, тогда как донные (бентические) рыбы имеют сплющенное сверху вниз тело. Тело камбалы, большую часть жизни лежащей на морском дне на боку, изменяется настолько, что сторона, обращенная ко дну, цветом и формой превращается в брюшную, а противоположная ей сторона становится спинной, первоначальные же брюшная и спинная стороны формируют боковые. Кроме того, глаз рыбы в период ее развития от икринки до взрослой особи перемещается со стороны, обращенной ко дну, на "спинную" сторону головы!

Рыбы - это не только наши сазаны, форель и окуни, по и высокие плоские скалярии, змеевидные угри, причудливые морские коньки, панцирные двоякодышащие рыбы и фантастические глубоководные рыбы, чья форма тела лишь отдаленно напоминает то, что представляется нам под понятием "рыба". У одних рыб форма тела теряется во   множестве   отростков,   напоминающих   водоросли,   у других   выросты   тела   образуют   присоски,   удочки  или фонарики,   при  помощи  которых  привлекаются жертвы поближе к зубастой пасти владельца. Тяжелое тело акулы в  профиль  имеет  форму  крыла самолета и  может при движении использовать подъемную силу воды, а распростертые   прямые   грудные   плавники   служат  как  малые опоры.

Все эти адаптационные изменения помогают организму оптимально   существовать   и   исполнять   все   функции   в среде, в которой он передвигается. Помимо них существует   еще   ряд   тоже   очень   интересных   приспособлений, связанных  с  самыми разными сторонами жизни животных.   Одним  из  них является приспособление  передних позвонков   двух   змей,   питающихся   птичьими   яйцами африканской яичной змеи и индийского яйцееда. Обе эти змеи обладают специальными поперечными отростками на первых грудных позвонках для раздавливания скорлупы заглатываемых   яиц.    Вытянутые   и   покрытые   эмалью отростки направлены вниз и вперед так, что проникают через стенку пищевода и ограничивают его проходимость. Стенки ротовой полости и пищеварительная трубка змеи подталкивают проглоченное яйцо по направлению к этим отросткам позвонков, скорлупа раздавливается, и содержимое яйца вытекает через пищевод в желудок. Смятая скорлупа выплевывается  змеей.  А как  небольшая  змея может   проглотить   крупную   добычу?   Это   объясняют адаптацией в строении черепа. Черепные кости и челюсти змей    не    срастаются,    как   у   других   пресмыкающихся,   а   соединены   между   собой   эластичными  связками. Гибкое    и    свободное    соединение    делает    возможным заглатывание даже сравнительно очень крупной жертвы! Отдельные челюстные кости расходятся и рот растягивается до соответствующих размеров.

Французский естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк в начале XIX века объяснял приспособительные изменение формы проявлением некоего внутреннего "стремления прогрессу" - постепенных изменений органов, направленных к их предопределенному конечному состоянию. Мы знаем сегодня, что объяснение намного сложнее: адаптационные изменения - это проверенные варианты из множества менее успешных, которые сопровождали развитие живых организмов. Этим, однако, не исключаются два основных вопроса, непосредственно связанных с адаптациями: какое отношение существует между формой функцией и какие механизмы ведут к возникновению адаптационных приспособлений? Вызывает ли измененная функция возникновение новых структур или наоборот? Однозначного ответа на этот вопрос до сих пор нет, хотя люди задают его со времен Аристотеля. Среди множества различных мнений, скорее, преобладает мнение о приоритете формы над функцией, хотя можно найти доказательства и для противоположного суждения. Так, приводится пример, связанный с ростом костей в длину под влиянием повторных раздражений, вернее, ударов в направлении их оси. Результат показывает, что изменения формы в данном случае стимулируются толчками, исходящими из внешней среды. Однако существуют многие формы поведения животных, приемы использования структуры или окраски, которые сформировались явно ранее и независимо от своей более поздней функции. В настоящее время ученые склоняются к мнению, что функциональные и морфологические изменения происходят более-менее параллельно и взаимодействуют. О том, каким образом это происходит, однако, пока мало известно. Безусловно, что и приведенном выше примере находит отражение взаимное физиологическое действие систем, отношения между функцией и развитием мышц и морфологическими изменениями соответствующих костей. Но механизм взаимодействия сложнее, так как отношения между структурой и функцией намного тоньше и менее явственны, чем в случае мышц и костей. Так, нелегко найти взаимосвязь между передвижением в воде и удлинением фаланг пальцев у водных млекопитающих, хотя взаимосвязь между ними явно существует.

Это только немногие проблемы, скрытые под поверхностью кажущегося само собой разумеющимся разнообразия форм в мире животных. Природа вокруг нас была бы богаче, если бы мы время от времени вспоминали об этом. Тогда мы не уничтожали бы так равнодушно все! живое и ценили бы самые обычные существа, с которыми! так часто встречаемся в своей жизни.

Литература: Герань И.  Удивительные животные: Пер. с чешск. А. В. Яблокова. Москва, 1985

 
 

 

Сейчас на форуме