Физиологические механизмы природных адаптаций

Одной из важнейших задач экологии человека является выявление физиологических механизмов, лежащих в основе приспособления (адаптации) механизмов к факторам внешней среды или к изменению своего физиологического состояния.

Адаптация – общее свойство живых систем изменять свои функциональные и структурные элементы в соответствии с условиями окружающей среды.

Физиологическая адаптация – совокупность физиологических особенностей организма, обуславливающая его уравновешивание с постоянными или изменяющимися условиями среды. В зависимости от длительности и повторяемости этих изменений адаптации могут носить циклический характер или быть более-менее стойкими.

Ряд ученых считает, что термин «адаптация» в экологии характеризует только феноменологию явления, и не предполагает какого-либо объяснения механизмов, лежащих в их основе.

Например, эколог, изучая адаптации зайца-беляка к сезонным изменениям погодных условий, установил, что на зиму он меняет окраску шкуры с серой на белую. Однако «классического» эколога обычно не особенно интересуют физиологические механизмы, обуславливающие изменения окраски шкуры зайца. Тем не менее, большинство специалистов полагает, что эти механизмы являются предметом особого раздела науки – физиологии адаптаций, находящейся на стыке экологии и физиологии.

Одной из основных особенностей адаптации как процесса, позволяющего организму продолжить свое существование в изменяющейся среде, является поддержание гомеостаза.

Гомеостаз определяется как способность биологических систем противостоять внешним и внутренним изменениям и сохранять динамическое относительное постоянство своего состава и свойств.

Предложен целый ряд классификаций физиологических адаптаций у животных, которые с известными оговорками можно применить и для человека. Однако необходимо помнить, что человек, в отличие от всех других живых организмов, адаптируется к среде не только посредством генетических механизмов, физиологических и поведенческих реакций, но и с помощью социальных механизмов – одежды, жилища, использование дополнительных источников энергии, норм поведения и т.п.

Предложено несколько классификаций адаптаций.

Канадский физиолог Харт в 1955 г. выделяет следующие их типы:

1. Акклимация – острый и обратимый процесс;

2. Акклиматизация – процесс, протекающий в течение всей индивидуальной жизни;

3. Адаптация – процесс, длящийся на протяжении многих поколений.

Германские исследователи Хензель и Хильдебрандт в 1964 г. предложили классификацию на основе длительности воздействия среды на организм. Они выделяют три типа адаптаций:

1. Острые изменения, возникающие в ответ на внешние или внутренние сдвиги, продолжительностью от нескольких секунд до нескольких минут, а иногда и немногих часов.

2. Слабые адаптивные ответы организма на изменения внешней среды; они включают акклимации и акклиматизации. Продолжительность этих сдвигов – от нескольких часов до нескольких месяцев и немногих лет.

3. Адаптация в эволюционном аспекте – формирование адаптированных типов, длящийся от нескольких поколений (минимум двух) до миллионов лет. Их формирование происходит под действием механизмов эволюции – микроэволюции и макроэволюции.

Однако эти классификации не дают анализа происхождения адаптаций в онто- и филогенезе, а главное – не отделяют их врожденные элементы от приобретенных в течение индивидуальной жизни. Для их российский физиолог А.Д. Слоним предложил разделить адаптации на три группы:

1. Индивидуальные адаптации, возникающие на протяжении постнатального (послеутробного) развития. Сюда относятся формирование условных рефлексов и более сложных стереотипов, возникающих при воздействии среды на взрослый организм. Эти явления могут носить несколько иной характер при воздействии в определенные, главным образом, ранние этапы постэмбрионального развития.

К группе индивидуальных адаптаций нужно также отнести изменение гормональных отношений (типа стресса) и тканевых процессов. Все эти изменения (особенно при относительно коротких воздействиях) практически обратимы и легко обнаруживаются в эксперименте.

2.Видовые, наследственно закрепленные адаптации. Они обусловлены наследственно закрепленными особенностями нервной системы и гормональными тканевыми регуляциями и в значительной мере всей динамикой морфологических изменений, возникших в процессе онтогенеза особи данного вида.

Видовые адаптации включают все врожденные акты поведения. Они обеспечивают поведение, обеспечивающие продолжение рода, - контакт с кормящей самкой в начальный период развития, расселение молодняка и др. Эти формы поведения весьма специализированы и могут существенно различаться даже у близкородственных видов. Адаптивное значение таких физиологических реакций не вызывает сомнений.

3. Популяционные адаптации, возникающие в процессе формирования популяции в данных конкретных условиях ее существования. Популяционные адаптации по своей генетической структуре очень сложны. Они отражают наследственные формы адаптации и накладывающие на них влияния среды на всех этапах онтогенеза (как пренатального, так и постнатального). Кроме того, они включают и все генетические отношения, связанные с естественным и искусственным отбором. Сюда включается иерархическая структура популяций (лидеры, аутсайдеры), компенсационный рост и т.п.

Дата добавления: 2014-01-06