Ребенок

Приспособление животных и растений в разных полюсах. Наземно-воздушная среда

Многие организмы в течение жизни периодически испытывают влияние факторов , сильно удаляющихся от оптимума. Им приходится переносить и сильную жару, и сильные морозы, и летние засухи, и пересыхание водоемов, и нехватку пищи. Как приспосабливаются они к таким экстремальным ситуациям, когда нормальная жизнь сильно затруднена?

При ухудшении условий среды многие виды способны приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни. Это явление было обнаружено в начале XVIII столетия Антони ван Левенгуком, который впервые наблюдал в сделанный им микроскоп мир мелких организмов. Он заметил и описал, что некоторые из них могут полностью высыхать на воздухе, а затем “оживать” в воде. В высушенном состоянии они кажутся полностью безжизненными. Позднее такое состояние мнимой смерти было названо анабиозом (“ана” – нет, “биос”– жизнь).

Рис. 1. Коловратка – активно плавающая и в состоянии анабиоза

Глубокий анабиоз – это практически полная остановка обмена веществ. В отличие от смерти организмы могут при этом возвращаться к активной жизни. Переход в состояние анабиоза чрезвычайно расширяет возможности выживания организмов в самых суровых условиях. В опытах высушенные семена и споры растений, некоторые мелкие животные – коловратки (рис. 1), нематоды выдерживают длительное время температуры жидкого воздуха (–190 °С) или жидкого водорода (–259,14 °С).

Состояние анабиоза возможно лишь при полном обезвоживании организмов. При этом важно, чтобы потеря воды клетками тела не сопровождалась нарушением внутриклеточных структур. Большинство видов к этому не способно. Например, в клетках высших растений имеется обычно большая центральная вакуоль с запасом влаги. При высыхании она исчезает, клетка меняет форму, сжимается, и ее внутреннее строение нарушается. Поэтому глубокий анабиоз в природе встречается редко. Однако замедление обмена веществ и понижение жизнедеятельности в неблагоприятных условиях – явление широко распространенное. Клетки тела при этом частично обезвоживаются, происходит также и другая перестройка их состава. Состояние организмов, близкое к анабиозу, называют криптобиозом или скрытой жизнью (“криптос” – скрытый). В состоянии пониженного обмена веществ организмы резко повышают свою устойчивость и очень экономно тратят энергию.

Рис. 2. Летучая мышь ушан и суслик в состоянии зимней спячки

К явлениям скрытой жизни относятся оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве, а мелких обитателей – в пересыхающих водоемах (рис. 2). В неактивном состоянии часто находятся в природе многие виды бактерий, пока не возникнут благоприятные условия для их размножения.

Скрытая жизнь – очень важное экологическое приспособление. Это возможность переживать неблагоприятные изменения среды обитания. При восстановлении необходимых условий организмы вновь переходят к активной жизни.

Переходя в состояние оцепенения или покоя, растения и животные как бы подчиняются воздействиям среды , экономя при этом затраты на свое существование.

Рис. 3. Клетка черешка листа сахарной свеклы:
1 – хлоропласты; 2 – ядро; 3 – вакуоли; 4 – цитоплазма; 5 – митохондрии; 6 – клеточная оболочка

Другой, прямо противоположный путь выживания организмов связан с поддержанием постоянства внутренней среды , несмотря на колебания воздействий внешних факторов. Обитая в условиях изменчивой температуры, теплокровные животные – птицы и млекопитающие – поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела.

В вакуолях клеток наземных растений содержатся запасы влаги, что позволяет им жить на суше (рис. 3). Многие растения способны переносить сильные засухи и расти даже в жарких пустынях.

Такое сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии и специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.

Каждый из двух описанных путей выживания имеет свои преимущества и недостатки. При возможности тормозить обмен веществ и переходить к скрытой жизни организмы экономят энергию и повышают устойчивость, но не способны к активности при ухудшении условий. При регуляции температуры и запасов влаги в теле представители различных видов могут поддерживать нормальную жизнедеятельность в очень широком диапазоне внешних условий, но тратят при этом много энергии, которую им необходимо постоянно восполнять. Кроме того, такие организмы очень неустойчивы к отклонениям режима их внутренней среды. Например, у человека повышение температуры тела всего на 1 °С свидетельствует о нездоровье.

Кроме подчинения и сопротивления воздействию внешней среды, возможен и третий способ выживания – избегание неблагоприятных условий и активный поиск других, более благоприятных местообитаний . Этот путь приспособлений доступен только подвижным животным, которые могут перемещаться в пространстве (рис. 4).

Рис. 4. Кочёвки северных оленей:
1 – северная граница лесотундры; 2 – северная граница тайги; 3 – места зимовок

Рис. 5. Гнезда и норы животных.
Вверху: слева – гнездо обыкновенной белки; справа – гнездо мыши–малютки.
Внизу летняя (слева) и зимняя (справа) норы полуденных песчанок

Например, зимующие тетерева и рябчики на большую часть суток зарываются в снег, где гораздо теплее. Многие животные устраивают жилища – норы и гнезда, защищающие их от внешних воздействий. Это тоже путь избегания неблагоприятных факторов (рис. 5). Ярким примером избегания зимней бескормицы и холодов являются дальние перелеты птиц (рис. 6, 7).

Рис. 6. Карта миграции:
слева – миграция деревенской ласточки; справа – миграция журавлей

Рис. 7. Главнейшие направления пролетных путей птиц

Все три пути выживания могут сочетаться у представителей одного и того же вида. Например, растения не могут поддерживать постоянную температуру тела, но многие из них способны регулировать водный обмен. Холоднокровные животные подчиняются неблагоприятным факторам, но могут и избегать их воздействия. В целом же мы видим, что при огромном разнообразии живой природы в ней можно выделить лишь несколько основных путей приспособительного развития видов.

Увеличение устойчивости организмов в состоянии скрытой жизни находит широкое применение в хозяйственной практике. В специальных хранилищах создаются особые режимы для длительного хранения семян растений, культур микроорганизмов, спермы ценных сельскохозяйственных животных. В медицинской практике разработаны особые условия для сохранения донорской крови, пересаживаемых органов и тканей. Есть проекты по сохранению половых клеток исчезающих видов животных и растений, с тем чтобы в дальнейшем иметь возможность восстановить их в природе.

Основные среды жизни

Условия обитания различных видов удивительно разнообразны. Одни из них, например некоторые мелкие клещики или насекомые, всю жизнь проводят внутри листа растения, который для них – целый мир, другие осваивают огромные и разнообразные пространства, как, например, северные олени, киты в океане, перелетные птицы.

В зависимости от того, где живут представители разных видов, на них действуют разные комплексы экологических факторов . На нашей планете можно выделить несколько основных сред обитания (сред жизни) , сильно различающихся по условиям существования: водную, наземно-воздушную, почвенную. Средой обитания служат также сами организмы, в которых живут другие.

Водная среда жизни

Все водные обитатели должны быть приспособлены к главным особенностям своей среды. Эти особенности определяются физическими свойствами воды: ее плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы.

Рис. 1. Разнообразные организмы, составляющие морской планктон:
водоросли, ночесветки, мелкие ракообразные, медузы, гребневики, сагитты

Плотность воды определяет ее значительную выталкивающую силу. Это значит, что в воде облегчается вес организмов и появляется возможность вести постоянную жизнь в водной толще, не опускаясь на дно. Множество видов, преимущественно мелких, неспособных к быстрому активному плаванию, как бы парят в воде, находясь в ней во взвешенном состоянии. Совокупность таких мелких водных обитателей получила название планктон . В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы и многие другие виды (рис. 1). Планктонные организмы переносятся течениями и не в силах противостоять им. Наличие в воде планктона делает возможным фильтрационный тип питания , т. е. отцеживание при помощи разных приспособлений взвешенных в воде мелких организмов и пищевых частиц. Оно развито и у плавающих, и у сидячих донных животных, таких, как морские лилии, мидии, устрицы и другие. Сидячий образ жизни водных обитателей возможен только при наличии планктона и только в среде с достаточной плотностью.

Рис. 2. Быстро плавающие рыбы (скумбрия, меч-рыба, акула, тунец)

Плотность воды затрудняет активное передвижение в ней, поэтому быстро плавающие животные, такие, как рыбы, дельфины, кальмары, должны иметь сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела (рис. 2). В связи с высокой плотностью воды давление с глубиной сильно растет. Глубоководные обитатели способны переносить давление, которое в тысячи раз выше, чем на поверхности суши.

Свет проникает в воду лишь на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в верхних горизонтах водной толщи. Даже в самых чистых морях фотосинтез возможен лишь до глубин в 100–200 м. На больших глубинах растений нет, а глубоководные животные обитают в полном мраке.

Температурный режим в водоемах более мягок, чем на суше. Из-за высокой теплоемкости воды колебания температуры в ней сглажены, и водные обитатели не сталкиваются с необходимостью приспосабливаться к сильным морозам или сорокаградусной жаре. Только в горячих источниках температура воды может приближаться к точке кипения.

Одна из сложностей жизни водных обитателей – ограниченное количество кислорода . Его растворимость не очень велика и к тому же сильно уменьшается при загрязнении или нагревании воды. Поэтому в водоемах иногда бывают заморы – массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, которая наступает по разным причинам.

Солевой состав среды также очень важен для водных организмов. Морские виды не могут жить в пресных водах, а пресноводные – в морях из-за нарушения работы клеток.

Вы, скорее всего, подозревали, что в природе можно встретить самых невероятных животных, и сегодня мы поделимся с вами списком из 25 самых странных и невообразимых примеров того, на что способны представители мира животных.

25. Лягушка, способная зимовать в своей слизи долгие годы

После сезона дождей, африканские жабы-водоносы прячутся в свои укрытия, где укрывшись собственной слизью, могут провести до 7 лет в ожидании нового дождя.

24. Олень, который лает, как собака

Если вам когда-то доведется испугать индийского мунтжака, будьте готовы к тому, что он отреагирует шумным лаем.

23. Белки, которые пользуются хвостом в качестве источника тени

Капские земляные белки могут вызвать во многих из нас чувство зависти.

22. Скорпион, способный продержаться без еды целый год

Благодаря особому метаболизму, скорпионы способны долгое время обходиться без еды вовсе.

20. Морская звезда, у которой есть подобие рук

Существует один вид морских звезд, которые пользуются своими щупальцами в качестве инструмента охоты, оборачиваясь ими вокруг планктона и поглощая его.

19. Антилопы, которые обедают, становясь на задние лапы

Также известная, как газель Уоллера, эта удивительная антилопа способна добраться до более вкусных ветвей деревьев благодаря своему умению вставать на две лапы.

18. Горбатки с муравьями на спине

На самом деле это не настоящий муравей, но горбатка вида Cyphonia Clavata достигла невероятного мастерства имитации вида этого насекомого.

17. Грифы мочатся на самих себя

Помимо поедания гниющей плоти, грифы известны тем, что мочатся на себя, таким образом пытаясь охладиться в жаркий день.

16. Муравей с крюками на спине

Лучше не пытайтесь поднять муравья вида Polyrhachis bihamata, поскольку вас будет поджидать неприятный сюрприз в виде крюков на его спине.

15. Птица с загнутым клювом

Этот вид птиц носит название кривоносый зуёк, а такая форма клюва помогает птице легче добывать пищу.

14. Газели, которые никогда не пьют и не мочатся

И хотя газель-доркас может пить, если у нее есть на то возможность, но она приспособилась всю необходимую воду получать исключительно из пищи.

13. Собака, которая выглядит как енот

Это самая настоящая собака, родом из Восточной Азии. В ее крови нет никакой помеси с енотом.

12. Калифорнийская земляная кукушка выводит мочу через глазные яблоки

И хотя этот процесс в целом не сильно похож на тот, который является общепринятым, эти земляные кукушки таким необычным образом приспособились избавляться от избытка минеральных солей.

11. Рыба с лезвиями под глазами

Рыбы вида Chromobotia macracanthus отличаются тем, что обладают особыми раздвоенными подглазничными шипами, которые могут быть использованы в качестве орудия нападения или защиты.

10. Черви, которые поедают кожу своей матери

По-научному этот вид червей называется caecilians. Специально ради них их мать растит у себя более плотную шкуру, чтобы обеспечить потомство максимальным количеством питательных веществ.

9. Олень с клыками

Хохлатый олень использует это интересное украшение в первую очередь для драк с другими самцами за территорию или самку.

8. Саламандра, которая дышит кожей

Существует отдельный вид саламандр, способный дышать исключительно кожей.

7. Чтобы охладиться, кенгуру покрывает себя слюной

Прекрасная альтернатива потовым железам.

6. Волк с невероятно длинными лапами

Этот вид известен под названием гривистых . Такие длинные лапы им просто необходимы для того, чтобы разглядеть хищников из-за густой и высокой травы.

5. Ящерица, которая брызгается кровью из глаз

Северо-американская рогатая ящерица, пожалуй, может выиграть приз за самый странный способ приспособления к окружающей среде.

4. Окапи способен облизать собственный глаз

Все верно, это животное, отдаленно напоминающее лошадь, обладает таким длинным языком, что способно почистить им свои глаза.

3. Тюлень-хохлач способен надуть настоящий пузырь на своем носу

Это, вероятно, самый отвратительный брачный ритуал из всех существующих в мире.

2. Антилопа, способная менять окрас в зависимости от сезона

Летом окрас антилопы Аддакс белый, поскольку это помогает отражать солнечный свет. В зимний период ее цвет меняется на коричневый, тем самым усиливая поглощение солнечного света и тепла.

1. Червь, который всасывает пищу всей поверхностью кожи

Оседакс, также известный как «червь-зомби», полностью лишен рта. Вместо этого он выделяет кислоту на потенциальный обед, растворяя его и всасывая раствор своей кожей.

Эволюционный процесс подразумевает постоянные обновления, возникновения полезных признаков, их закрепление в организмах живых существ. И эти изменения не обязательно проявляются на генетическом уровне. Очень важны идиоадаптации - приспособления животных, растений и микроорганизмов к конкретным условиям обитания, факторам среды и физическим характеристикам ареала.

Механизм возникновения приспособлений - глубокий эволюционный процесс, формирующий нужные признаки с течением времени, постепенно. Закрепляющий необходимые характеристики в геноме живых существ для проявления в будущих поколениях.

Адаптации, или приспособления организмов

Очень часто можно встретить организм растительного или животного происхождения, который имеет какую-нибудь необычную особенность в строении, поведении или внешнем облике. Например, палочники, которые по наружности нисколько не отличаются от веточки дерева. Или муха-журчалка, которая имеет точно такую же окраску, как оса. Среди растений примерами могут служить толстостебельные мясистые кактусы, ходульные и

В любом случае все это - приспособления к среде обитания, условиям окружающей среды или защита себя от других существ. Такие явления имеют очень важное значение, поскольку являются важными этапами эволюционного процесса. Механизм возникновения приспособлений всегда имеет в своей основе именно генетические выборки и закрепления важных и нужных генов, кодирующих проявление того или иного признака. Например, ген, ответственный за изменение окраски хамелеоном, сформировался в геноме этих животных несколько тысяч лет назад и до сих пор передается по наследству всем будущим поколениям.

Адаптации растений: общая характеристика

Приспособления у растений являются неотъемлемой частью их жизни. Все их можно разделить на несколько основных групп.

К температурным условиям окружающей среды.
Влажности воздуха.
Способам опыления.
К потреблению пищи.

Механизм возникновения приспособлений отвечает все тем же основам - эволюционные изменения с закреплением и передачей по наследству необходимых в конкретных условиях признаков. Поэтому если какое-либо растение адаптировалось к территории, условиям среды, температуре, то всем своим будущим поколениям оно обязательно передаст все особенности для комфортного существования.

Растения в условиях сухости

При температурном режиме, в котором преобладают слишком высокие значения и постоянные солнечные дни, приспособления у растений имеют ярко выраженный характер, направленный на уменьшение испарения влаги. А также на сохранения массы тела и питательных веществ вместе со связанной водой внутри стебля.

Для этого листовые пластины редуцируются до минимума, либо полностью видоизменяются. Самым типичным примером являются пустынные растения - кактусы. Жестокие условия существования под палящим знойным солнцем заставили эти растения преобразовать листья в колючие иглы, а стебель - в толстый мясистый ствол, наполненный паренхимными клетками (основной тканью) с большим количеством связанной и свободной воды.

Механизм возникновения приспособлений кактуса очень отчетливо показывает, насколько искусными могут быть растения в своих адаптациях. Благодаря колючкам растение не испаряет воду с поверхности листьев, а значит, экономит большое ее количество. Помимо этого, в стебле, видоизмененном под толстый мясистый ствол, происходит накопление ряда веществ, удерживающих воду. Например, аккумулируются:

гидрофильные белковые молекулы-
пролин (аминокислота, удерживающая воду)-
моносахариды и разные органические кислоты.

Также механизм возникновения приспособлений кактуса включает в себя выработку соединений гормональной природы, которые затормозят действие гормонов роста (гиббереллины, ауксины). Это позволяет растениям быстро останавливать свой рост при наступлении неблагоприятных условий, длящихся долгое время.

Приспособления к разным видам опыления

Еще одним ярким примером адаптаций у растений является их способность подстраиваться к опылителям. Например, ветроопыляемые формы образуют семена сухие и легкие, которые просто будут рассеиваться даже несильными движениями воздуха.

Если растение насекомоопыляемое, то оно формирует цветки определенного строения и окраски:

ярко окрашенные-
крупные или собранные в большие соцветия-
с сильным приятным ароматом.

Строение самого цветка также может быть приспособленным под опылителя. Существуют растения, опыляемые строго определенным видом птиц или насекомых.

Перекрестноопыляющиеся или самоопыляющиеся растения в структуре цветка имеют длинные тычинки и глубоко посаженный пестик, чтобы пыльца попадала на рыльце. Каждое их таких приспособлений играет важную роль в репродукции и также закрепляется наследственно в геноме.

Условия избыточной влажности для растений

В тропических и субтропических местах обитания часто явление избыточной влажности воздуха. Ведь известно, что в некоторых местностях тропические ливни могут идти больше месяца. Конечно, такой избыток воды растениям весьма вреден. Поэтому некоторые виды сформировали определенные адаптации, сводящие к минимуму такое воздействие природы. Это гидатоды - водяные устья, увеличивающие количество выделяемой растением воды. Она выходит целыми каплями. Такое явление получило название гуттации.

Также приспособлениями к избыточной влажности у растений являются большие листовые пластины с огромным количеством устьиц. Соответственно, транспирация также усиленная.

Механизм возникновения приспособлений у животных

Представители фауны вынуждены не только подстраиваться под условия среды, но и защищать себя от нападения более сильных особей, для которых они - пища. Это привело к формированию нескольких типов адаптаций у животных:

изменение формы тела и конечностей, шерстного (кожного, перьевого) покрова-
покровительственная окраска-
мимикрия (подражание более защищенным и опасным животным)-
предостерегающая окраска-
отпугивающее поведение.

Ярким примером приспособлений при помощи изменения формы тела, конечностей и покровов являются птицы (перья, киль, легкий скелет, обтекаемая форма тела). Также водные млекопитающие и рыбы, которые имеют хвосты и плавники, гладкую поверхность, отсутствие мощного шерстного покрова. Зато у них присутствуют воздушные пузыри, боковая линия (у рыб), перепонки на лапах ласты (морские млекопитающие).

Проявляется у многих животных, как наземных, так и водных. Например, прячущиеся в траве, морские иглы, скрывающие себя в водорослях. Хамелеоны, пяденицы (палочковидные гусеницы), калима (бабочка, имитирующая листок), пестрые и серая окраска зайцев и многие другие примеры, отражающие приспособления у животных.

Мимикрия, то есть подражание с целью защиты себя от поедания и нападения, характерна для, например, мухи-журчалки (напоминает осу), некоторых видов ужей, копирующих ядовитых змей и так далее.

Предостерегающая окраска насекомых и животных направлена на честное предупреждение о несъедобности вида, его ядовитости. Примером служат осы, пчелы, шмели, божьи коровки и другие представители. Это очень распространенные приспособления у животных.

Отпугивающее поведение - это шипение, рычание, отпрыгивание в сторону, выпускание биологических жидкостей (чернила осьминогов и кальмаров, скунсы). Сюда же можно отнести особенности некоторых животных, которые в холодное время года формируют стаи для облегчения добывания пропитания.

Все перечисленные приспособления носят эволюционно сформировавшийся и генетически закрепившийся механизм образования.

Адаптации белых медведей

Механизм возникновения приспособлений белого медведя сформировался в условиях крайне холодных мест обитаний. Все его адаптации направлены именно на сохранение тепла и добычу пищи. К ним можно отнести:

покровительственную белую окраску (маскировку)-
толстый слой подкожного жира, играющий двойственную роль: теплоизоляцию и облегчение массы тела при плавании и нырянии-
густой плотный и теплый мех, покрывающий всю поверхность тела.

Благодаря своим приспособлениям белый медведь может не опасаться даже самых суровых холодов. А белая окраска позволяет ему незаметно подкрадываться к источнику питания - тюленям.

Приспособления подземных млекопитающих

Самым ярким представителем является, безусловно, крот и все его сородичи (цокоры, слепыши и другие). Поэтому на его примере рассмотрим адаптации. Механизм возникновения приспособлений крота связан с подземной средой обитания, лишенной некоторых важных света, достаточного количества влаги, тепла. Поэтому адаптации данного животного следующие:

мощные роющие конечности-
отсутствие зрения-
толстый подкожный слой жира-
гладкая и жесткая шерсть черного цвета-
обтекаемая форма тела.

Адаптации крупных пустынных животных

К таковым в первую очередь относятся верблюды, различные их виды. Механизм возникновения приспособлений верблюда формировался в условиях недостатка влаги и высоких температур. Адаптации следующего характера:

наличие желез, избавляющих от лишних солей в организме-
пониженное потоотведение-
способность долгое время голодать, теряя массу тела на треть-
особые черты пищеварения и метаболизма-
наличие горбов, заполненных жиром, хранящим связанную воду-
быстрое насыщение водой для пополнения внутренних запасов.

Все эти адаптации делают для верблюдов условия пустыни вполне комфортными и приемлемыми для жизни.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Все интересное

Маскировка животных заключается в сочетании окраски, формы и поведения. Это делает животное менее заметным на фоне окружающей среды. Маскировку применяют как средство защиты от нападения и как возможность незаметно подкрасться к жертве. Способы…

Одни растения опыляются при помощи ветра, другие привлекают бабочек, мух, жуков, шмелей и пчел для того, чтобы, питаясь пыльцой, насекомое обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Первые растения являются ветроопыляемыми, вторые -…

Из-за экстремальных условий выживания пустыня является одним из самых неблагоприятных мест обитания животных и растений. Дневная температура здесь может достигать 60оС, песок же может раскалиться до 90оС! Острая нехватка воды и знойная жара,…

Испарение воды, газообмен и фотосинтез – эти три основные функции выполняет лист растения, являющийся частью побега. В процессе фотосинтеза под действием квантов света образуются органические вещества из неорганических, что делает возможным жизнь…

Корни закрепляют растение в почве, обеспечивают почвенное водно-минеральное питание, иногда служат местом отложения запасных питательных веществ. В процессе приспособления к условиям среды корни некоторых растений приобретают дополнительные функции…

Для жизни живых существ одним из главных поддерживающих факторов является вода. Однако не везде на планете ее достаточно. В засушливых районах животным и растениям приходится запасаться водой надолго. Как запасают воду животные
Пример, который…

В процессе эволюции все виды растений и животных приспособились к условиям среды обитания. К адаптации можно отнести поведение животных, особенности строения тела и, конечно, окраску. Последняя относится к средствам защиты от возможных хищников и…

Выживание любого организма во многом зависит от того, насколько эффективно ему удастся приспособиться к новой среде обитания. Идиоадаптация является распространенным видом такого приспособления к окружению. Идиоадаптацией называют способ…

Все экологические факторы действуют не каждый сам по себе, а целым комплексом. Действие одного из них зависит от уровня остальных. На влияние экологических факторов организм реагирует приспособительными реакциями, называемыми адаптацией, и…

Приспособления к температурным условиям. Млекопитающие - животные гомотермные, с постоянной температурой тела. Это делает их в общем животными эйритермическими, способными переносить значительные колебания температуры, которые в полярных странах доходят до 60 и 70°. Выравнивание температуры тела достигается у млекопитающих путем усиленной продукции тепла и уменьшения его отдачи благодаря сжатию периферических сосудов при понижении температуры воздуха или усиления отдачи тепла, благодаря расширению периферических сосудов и усиленной деятельности потовых желез при повышении окружающей температуры.
Кроме того, более или менее независимыми от температурных колебаний млекопитающих делает их волосяной покров.
Сильное развитие волосяного покрова как защитного средства наблюдаем мы у животных холодных стран и высоких нагорий. Такое значение имеет густая и длинная шерсть яка (Poephagus grunniens) (рис. 643), поднимающегося до высоты 5 200 м, густой мех рыжего хомяка (Cricetulus fulvus), горных полевок (Alticola), памирского зайца (Lepus pamirensis) и др. Из северных животных образцом животного, защищенного от холода густыми волосами, являются северный олень (Rangifer tarandus) и мускусный бык (Ovidos moschatus), а также представители полярных грызунов: лемминг (Myodes), полярный заяц, песец (Alopex alopex). Шерсть полярных животных отличается своей длиной, шелковистостью и густым подшерстком. У мелких млекопитающих она покрывает все тело, даже ступни. Длинная шерсть на хвосте песца служит ему как бы покрывалом, когда он свертывается в клубок во время сна. Волосы северного оленя заключают в себе воздух, а потому являются еще более плохим проводником тепла.

Волосяной покров мелких животных, которые роется под снегом и всегда могут укрыться там от ветра, бывает мягок и шелковист; наоборот, не могущие укрыться от ветра более крутые животные имеют шерсть более жесткую, грубую.
Так как у крупных животных относительно к объему поверхность тела меньше, чем у мелких, то мелкие животные вырабатывают по сравнению с крупными меньше тепла, а излучают его сравнительно много; поэтому они нуждаются в более теплом мехе. Так, у северного оленя длина каждого волоска составляет лишь небольшую часть диаметра тела, а у лемминга, живущего с оленем в одних и тех же местах, длина волоса равна диаметру тела или даже превосходит его. Таким же приспособлением к защите от охлаждения может служить увеличение размеров животных, обитающих в холодных странах, по сравнению с особями того же или близкого вида из более теплых стран. Это правило, установленное Бергманом, подтверждается и на млекопитающих. Так, например, с юга на. север увеличиваются размеры зайцев - русаков и беляков, медведей и др.
В качестве приспособления к изменениям температуры в течение года следует рассматривать и периодическую смену волосяного покрова. Смена постоянная, непрерывная не имеет приспособительного характера к изменению температуры по сезонам и является более древним свойством, унаследованным от далеких предков. Сезонная линька связана с приспособлением к сезонным изменениям температуры. Зимняя шерсть бывает более густой и длинной, летняя - более короткой и редкой. Приурочивается линька в холодных и умеренных странах к осени и весне или же только к началу осели. Смена шерсти происходит иногда очень быстро. Так, например, мускусные быки уже в течение нескольких дней после выпадения первого снега одеваются в зимнюю шерсть, так же быстро сменяя ее весной.
Запасаемый на зиму под кожей жир имеет также и защитное от холода значение.
Зимняя и летняя спячка являются приспособлением к неблагоприятным климатическим сезонным сменам. Она наступает, однако, не под непосредственным влиянием изменения температуры, а вследствие недостатка пищи или воды, наступающего благодаря изменениям температуры.
Зимняя и летняя спячка - глубоко отличное от обычного сна явление. Летняя спячка зависит от недостатка воды. Примером может служить желтый суслик в Туркестане (Citellus fulvus), бодрствующий 3,5 месяца в году, а остальное время предающийся спячке. Засыпает он, уходя глубоко в нору в конце мая, когда окружающая растительность пустыни совершенно выгорает, становясь сухой. В лёссовой пустыне, где живет этот суслик, нет воды, и свежая растительность является единственным источником воды, необходимой для нормального обмена веществ. Такой же летней спячке подвергается американский колумбийский суслик (Citellus columbianus).
На Мадагаскаре впадает в летнюю спячку тенрек (Centetes ecaudatus), мелкие лемуры (Otolemur, Chirogale).
Физиологические явления, сопровождающие летнюю спячку, невидимому, одинаковы с теми, что наблюдаются при зимней спячке.
Что зимняя спячка связана с недостатком пищи, вызванным низкой температурой, ясно из состава залегающих в спячку животных. Засыпают насекомоядные (Insectivora) и летучие мыши (Chiroptera), питающиеся насекомыми, которых зимой они достать не могут. Засыпают суслики, тушканчики, сурки, питающиеся степными и альпийскими травами. Te же представители грызунов, которые запасают на зиму пищу, не засыпают, например, полевки (Microtus). Также не засыпают крот (Talpa) и землеройки (Soricidae), относящиеся к насекомоядным: крот живет под землей и может добывать себе пищу в течение всей зимы, землеройки же вообще хищничают, нападают на мышей и тоже не остаются без пищи. Из хищных млекопитающих засыпают медведь (Ursus) и барсук (Meles); первый питается главным образом растительной пищей, которую не может добыть зимой, второй же - смешанной пищей, причем из животных он ест главным образом низших, недоступных зимой. При этом впадают в спячку медведи и барсуки, обитающие в более холодных областях; кавказские и закавказские медведи и барсуки в спячку не впадают.
Продолжительность спячки зависит от продолжительности периода недостатка пищи. На севере и в высокогорной области она продолжительнее, чем на юге и внизу. Упомянутый выше Citellus Columbia iras на 10 дней спит меньше на южных склонах холмов, чем на северных, где инсоляция меньше и вегетация запаздывает.
Животные, делающие на зиму запасы, спят с перерывами. Другие животные, как летучке мыши, запасов не делают, спят не просыпаясь, даже не выделяя мочи, что делают, например, сурки, просыпающиеся для выделения мочи или кала.
Для спячки выбираются места укрытые, защищенные от холода: норы, дупла деревьев, берлоги. Животное свертывается при этом в шар, чем достигается уменьшение поверхности тела, излучающей тепло. Летучие мыши обертывают свое тело крыльями, как плащом, что ведет к той же цели.
Обмен веществ у спящих животных замедляется, дыхание становится медленным. Именно это ослабление обмена веществ является причиной понижения температуры у спящих зиму животных. У суслика было обнаружено понижение до 2°, у летучих мышей до 7-7.2°.
Температура спящих зиму млекопитающих находится в зависимости от окружающей среды. Так, у сурка при внешней температуре 10,5°, 6,2°, 5,5°, 10,8°, 8,25° температура животного 10,6°, 5,4°, 5.9°, 12,1°, 8,25°.
Таким образом, получается сходство с пойкилотермными, так называемыми холоднокровными животными.
Перед спячкой млекопитающие накапливают много жира. Сон, по-видимому, наступает лишь тогда, когда накопится достаточное количество жира. В неволе спящие зиму животные не засыпают, если они не накопили достаточно жира; наоборот, очень жирные животные засыпают уже летом. В этой зависимости засыпания от накопления жира, несомненно заключается большая приспособленность, так как без этого засыпающее животное было бы обречено на голодную смерть, ибо во время спячки жир служит материалом для поддержания жизни. Просыпающиеся весной животные бывают очень худы.
Физиологическая причина, заставляющая спящих зиму животных по наступлении холодов залегать в спячку, еще не выяснена. По-видимому, такой причиной является непосредственное влияние низкой температуры в связи с известным состоянием организма к этому времени. Выть может, и накопление жира играет здесь известную роль.
К спящим зиму и спящим лето животным относятся: летучие мыши, ежи, тенрек, енот, барсук, соня, хомяк, некоторые мыши, тушканчики, сурки, белки, суслики, бурундуки, летяги, некоторые лемуры, ехидна и утконос. Причислить медведей к подверженным зимней спячке животным не совсем легко. Они ложатся в берлогу и спят гораздо больше, чем летом, потребляя в это время собственный жир, но все же это не настоящая спячка, и они очень легко от нее пробуждаются. Во время этой так называемой спячки у медведей в феврале сходит кожа с подошв, почему они и сосут лапы. Спячка помогает им переждать неблагоприятное время. Что это не настоящая спячка, показывает п то обстоятельство, что медведица в январе мечет детенышей. Самцы и холостые самки белых медведей бодрствуют всю зиму. Беременные же самки с осени накапливают много жира и дают снегу занести себя, причем для дыхания остается небольшое отверстие. Здесь самка мечет детенышей, кормя их молоком за счет накопившегося жира до того момента, пока медвежата не подрастут.
На ряду с рассмотренными выше пассивными приспособлениями к неблагоприятным температурным условиям, млекопитающие приобрели в борьбе за существование целый ряд активных приспособлений, обусловленных большой подвижностью этих животных. Сюда относятся передвижения, а также зарывание в землю, копание нор, укрывание под камнями и деревьями. В норах и под камнями температура гораздо ровнее, мягче, не испытывает тех резких колебаний, которые испытывает температура воздуха. В Тибете, например, на высоте 5 200 м температура под камнем дает в течение суток колебание 7°, тогда как рядом на воздухе она колеблется в пределах 24°. В норах температура еще ровнее. Пеструшки, или норвежские лемминги, прогрызают в слое мхов и лишаев, которыми покрыта тундра, ходы, проходящие под кочками и под корнями низкорослой полярной березы. Здесь они и проводят день, выходя через отдушины в снегу. Роют ходы полевки (Microtinae), сурки (Marmota), обитатели альпийской зоны, и другие. В жарких пустынях большинство млекопитающих укрывается в норах днем и проявляют свою деятельность вечером, утром и ночью. И это в одинаковой степени относится к представителям разных систематических групп: насекомоядных, грызунов, хищных и др.
Запасание корма на зиму имеет также защитно-приспособительный характер к неблагоприятным изменениям температурных условий по сезонам.
Такую заготовку корма мы видим у пищух (Ochotona) в альпийской зоне, которые на зиму не засыпают, а делают запасы корма, складывая под камни, где находятся их норы, стожки сена. Делает запасы и песец, когда имеет пищу в изобилии.
Кочевки млекопитающих. Одним из средств, при помощи которых млекопитающие избавляются от тяжелого времени в связи с колебанием температуры, являются перекочевки. Ho, надо сказать, что здесь температура и вообще климат действуют обычно не непосредственно, а тем, что вызывают недостаток пищи.
Такие перекочевки млекопитающих особенно заметны в горах: как только там выпадут снега и температура упадет ниже известных границ, ряд высокогорных животных спускается вниз, где меньше снега, теплее и легче добыть пищу. Горные козлы (Capra sibirica), серны (Rupicapra), косули (Capreolus), олени (Cervus), барс ирбис (Leopardus uncia), медведи (Ursus) и др. спускаются в нижерасположенные места. Весной с таянием снегов эти животные постепенно поднимаются все выше в горы.
В равнинах такие сезонные перекочевки имеют место или там, где выпадают глубокие снега, или там, где бывают более суровые зимние условия. Так, северные олени из тундры откочевывают о полосу криволесья; из районов с более глубоким снежным покровом откочевывают в менее снежные районы; куланы и антилопы дзераны уходят из высоких холодных полупустынь в более северные, по менее холодные равнины.
Переселение млекопитающих животных наблюдается и в совершенно иных условиях, например, во внутренней и Южной Африке, где огромные стада жвачных животных, зебр и слонов, периодически передвигаются через огромные пространства по направлению то к северу, то к югу, в зависимости от чередующихся периодов дождей и засухи.
Зависимость от света. Среди млекопитающих можно различить дневных, ночных и сумеречных. Зависимость здесь стоит в связи с добыванием пищи и избеганием врагов и конкурентов, а отчасти и от неблагоприятных климатических условии. Среди ночных млекопитающих опять-таки есть такие, что ведут более или менее исключительно ночную жизнь, - глаза у них приспособились к ночной жизни. Другие же млекопитающие, охотясь преимущественно ночью или в сумерках, отлично видят и днем.
Примером животного чисто дневного могут служить сурки или суслики. Ночью они спят. Другой пример дневного животного и суточной периодичности представляет нам горный козел (Capra sibirica). Ночью стадо спит под прикрытием скал. С раннего утра оно просыпается и начинает медленно взбираться вверх по склонам ущелья, пощипывая траву. К восходу солнца стадо добирается до гребня. Покормившись, козлы начинают спускаться вниз к водопою. Напившись, снова поднимаются кверху и располагаются на отдых. Затем снова спускаются к водопою и, напившись, поднимаются немного вверх, располагаясь под скалами на ночлег.
Пример ночного животного дает нам дикобраз (Hystrix hirsutirostris и другие виды). День он проводит в норе, вырытой им, или заняв для этого расселину в горе, ночью же выходит для отыскивания пищи. Австралийский утконос (Ornitiiorhynchus) является примером животного сумеречного.
Приспособление к ночному образу жизни сказывается, в ряде приспособлений, во-первых, в сильном увеличении глаза, что стоит в связи с получением на сетчатку возможно большего количества световых лучей. Это требует способности к особо сильному сокращению со стороны зрачка, который может иногда сокращаться до размеров точки, как, например, у кошки. Такое чрезмерное увеличение глаз мы наблюдаем в сильной степени у ведущего ночной образ жизни долгопята или маки домового (Tarsius tarsius). У этого животного и у ночных животных вообще наблюдается расположение глаз с почти параллельными осями, сопровождаемое укорочением челюстей.
Очень часто у ночных животных развиваются огромные уши, свидетельствующие о сильном развитии слуха. Мы видим такие уши у ряда лемуров: ушастого маки, или галаго (Galago galago) (рис. 644), ай-ай, или руконожки (Chiromys madagascarenis), у упомянутого выше долгопята (Tarsius). Сильно развиты уши у маленькой степной лисицы фенека (Megalotis zerda), а также у летучих мышей, большинство которых летает в сумерки и в ранние часы ночи, пользуясь, поводимому, главным образом слухом для отыскания своей добычи - насекомых. Голые уши летучих мышей, богатые нервными окончаниями, служат также и органами осязания па ряду с летательной перепонкой и кожистыми выростами на голове.
Окраска. Несомненно, в зависимости от спета находится окраска млекопитающих. Обычно кожа у них бывает не окрашена. Пигмент сосредоточивается в волосах. На ряду с пигментом окраска зависит и от структуры поверхности волоса и от содержания в нем воздуха.
Мы еще очень мало знаем о действительных причинах появления той или иной окраски, что принуждает нас остановиться преимущественно на фактах окраски, не вдаваясь каждый раз в их объяснение.
Окраска млекопитающих редко бывает одноцветной. Волосы большей частью состоят Из разноцветных колец, из совместного действия которых и получается или смешанный цвет или рисунок. Есть основание думать, что наиболее примитивной окраской является продольнополосатая, путем разрыва полос переходящая в пятнистую. Последняя же путем слияния пятен переходит в поперечнополосатую.
Наиболее интересными являются, конечно, случаи покровительственной окраски, очень частые и у млекопитающих. По поводу нее можно лишь повторить то, что было выше сказано о покровительственной окраске других классов. Если речь идет об однообразной, малозаметной окраске, то с покровительственным значением ее можно согласиться.

Ho, когда речь идет о покровительственной якобы окраске зебры или тигра, дело меняется. По распространенному мнению, полосы на их теле имитируют тень, падающую на них. Ho среди зарослей па них падали бы на самом деле эти тени. Зачем тогда рисунок, и зачем зебре или тигру вечно носить за собой даже на открытом месте, на солнце, изображение этих теней? Оно делает их сразу заметными. Далее, зебры пасутся всегда вместе с антилопами, жирафами, которые окрашены совершенно иначе. Наконец, тигр живет не только в джунглях, где его полосатость могла бы подражать теням, - он живет и в снегах Сибири, имея ту же полосатую окраску. Многие млекопитающие, имеющие якобы покровительственную пустынную окраску, не могут ею пользоваться, ибо являются животными ночными, днем же снят, свернувшись в поре, например, тушканчики (Alactaga, Dipus). Сумчатый крот (Notoryctes) живет под землей, а окрашен в песчаный цвет. Наконец, самое представление об окраске животных, как о чем-то однообразном, весьма схематично: окраска большинства видов сильно вариирует.
В полярных странах большинство животных бело, но и здесь трудно говорить всегда с уверенностью о покровительственной окраске, ибо мы сразу натолкнемся па ряд противоречий. Почему, например, белый медведь (Ursus maritimus) бел и летом, когда белая окраска бросается в глаза?
Нисколько не сомневаясь в существовании и большом экологическом значении покровительственной окраски, мы считаем необходимым предостеречь от упрощенных объяснений в этом вопросе и от излишней схематизации.
Помимо покровительственной окраски, выражающейся в общем тоне окраски или в рисунках, особенно замечательна способность многих млекопитающих менять летнюю серую и бурую покровительственную окраску на белую покровительственную окраску зимой. Такую сезонную перекраску мы встречаем из северных млекопитающих: у зайца-беляка, песца, горностая, ласки. Такая окраска может иметь не только покровительственное значение, но и является более теплой, так как содержит в волосе воздух.
Вообще цвет окраски может служить защитой от излучения, от вредного воздействия лучей солнца или, наоборот, для большего поглощения лучей определенного значения.
Зависимость от влаги. Влажность воздуха, несомненно, является одним из существенных факторов, определяющих жизнь млекопитающих и их распространение. Влажность влияет, действуя на животных и непосредственно и косвенно. Хорошо известно, что в сыром климате развиваются различные болезни, вызываемые животными организмами: малярия, лейшманиоз, пироплазмоз и т. п. Эти болезни могут ограничивать млекопитающих в их распространении. Чрезмерная влажность воздуха является гибельной для многих животных степей и пустынь. Примером является верблюд, который не может жить долго в слишком влажном климате.
Целый ряд млекопитающих, подобно верблюду, оказывается приспособленным к чрезвычайной сухости воздуха и довольствуется минимальным количеством влаги. Это - млекопитающие пустынь. Примером может служить упомянутый желтый суслик (Citellus fulvus), для которого единственным источником воды является свежая растительность. С уменьшением содержания воды в растениях суслик становится вялым и скоро засыпает. Другие члены того же биоценоза, как песчанка Эверсмана (Gerbillus eversmanni), живущая в тех же условиях, довольствуется водой, заключающейся в семенах растений, и не засыпает по окончании вегетации.
Наоборот, другие млекопитающие требуют для себя влаги, без которой быстро умирают. Недостаток пресной воды часто бывает причиной массовой гибели животных. Такая массовая гибель млекопитающих наблюдается в пампасах Южной Америки во время засухи и описана была Дарвином. Засухи часто являются причиной довольно правильных переселений. Антилопы и другие копытные в Африке но высыхании ручьев и рек переселяются па сотни километров туда, где нет такой засухи.
В виду сказанного большие пояса пустынь являются весьма важными препятствиями на пути расселения влаголюбивых животных. Сахара в Африке образует для целых групп животных границу (граница между палеарктической и эфиопской областями).
Ho во всяком случае температура оказывает большее влияние, нежели влажность. Следующий пример наглядно это показывает. При сравнении влажной восточной и ксерофитной (сухой) западной частей Сонорской подобласти в Сев. Америке мы видим, что сухая часть отличается от влажной наличием в ней 1 семейства и 34 родов птиц и млекопитающих, которых нет в последней. Влажная часть в свою очередь имеет 1 семейство и 11 родов, которых нет в сухой. Общими для той и другой части являются 25 семейств с 58 родами. В то же время вся Сонорская подобласть, расположенная широтно, отличается от расположенной широтно же Неарктической или Канадской подобласти 18 семействами и 141 родом, Неарктическая же подобласть от Сонорской - 9 семействами и 70 родами. Общими же той и другой оказываются всего 26 родов.
Прямое влияние осадков сказывается, например, па сусликах. Ливневые дожди при определенной интенсивности заливают норы сусликов и нередко являются причиной их массовой гибели, особенно если после дождя бывает холодная ночь. Глубокие снега и заносы, особенно гололедица, очень опасны для многих животных, не впадающих в спячку: зайцев, мышей.
Косвенное влияние осадков на животных через растительность еще больше. За годы 1929-1933 заповедная степь в Аскания-Нова резко меняла свои летние аспекты благодаря преимущественному развитию разных представителей растительности, что сейчас же отражалось на мире насекомых, а также и на позвоночных.
Недостаток влаги вызывает иногда правильные сезонные перекочевки млекопитающих. Так, в центральной и южной Африке, в областях, где ежегодно происходит смена сухого периода периодом дождей, наблюдается массовое передвижение антилоп, зебр и слонов с юга на север и с севера на юг.