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生態適應是生物隨着環境生態因子變化而改變自身形態、結構和生理生化特性,以便與環境相適應的過程。生態適應是在長期自然選擇過程中形成的。

中文名:生態

適應:隸 屬生物學

定 義:生物與其生存環境的協調過程

類 型:過程

簡介

生物與其生存環境的協調過程。生物多通過行為、生理或結構的改變來增加存活和繁殖機會。適應一詞也可指協調過程的後果,例如說鰭足企鵝對海洋生活的一種適應。生物在適應環境的同時也改造了環境,例如土壤便是一些低等生物作用於岩石底質的產物。生物越進化,改造環境的本領越大。

適應性

  1. 進化適應:是指自然選擇所保留的基因型改變。經選擇而存留的生物,常伴有明顯的形態變化,其變化幅度大而且鞏固,是物種形成的基礎。
  2. 生理適應:只有表型的改變,例如生物對地區氣候的順應以及食性改變等。人工引種馴化便屬此類,生理性適應有許多是可逆的,也有某些在發育早期形成的適應難以逆轉。
  3. 行為適應:也只有表型改變(包括學習過程)。學習是個不可逆過程,它在生物的高級神經系統中留下永久性痕跡,但生物卻可以通過再學習而改變其行為。
  4. 感覺適應:指感官的可逆過程。例如聞帶刺激性的氣味時,感官所感覺的刺激強度隨時間延長而迅速降低。廣義的生態適應包括進化的、生理的和行為的3個層次,但不包括感覺適應。其中伴有基因型改變的進化適應是重點內容。當然,生理適應的幅度、學習能力以及感覺適應的機制等,也都有遺傳基礎,都是進化的產物。

進化適應的機制

綜合進化論認為,進化是自然界對生物中廣泛存在的變異進行選擇的結果,而生物變異則是由基因突變和重組造成的。因此說,變異是隨機的,而進化方向卻是環境賦予的,由此出現生物與環境的互相協調。自然選擇的直接對象是生物個體的表型。具有與環境相適應的表型的個體在自然選擇中得以存留,故有可能把自己攜帶的基因遺傳給後代。這些基因進一步增殖,使適應環境的種群[1] 擴大並鞏固下來。綜合進化論可以解釋大量事實,只是由於億萬年的生物進化歷程無法複製,這一學說難以得到全面驗證。不過,20世紀以來的一些實驗結果,可以看作是生物進化歷程的一個片斷。例如微生物繁殖迅速,世代短,便於遺傳研究;在含有抗菌藥物(作為選擇因子)的培養基上,可以直接觀察到突變株的出現和增殖。又如,在英國工業區,煙塵殺死樹幹上附生的地衣,樹表顏色由淺變深,從而使棲於樹表的樺尺蠖的黑色突變種數目超過原來的淺色種。原因是深色樹幹上的淺色種缺乏良好保護色,易被鳥類捕食。

交互適應

生物間的交互適應現象比較普遍,如開花植物與采蜜昆蟲的關係:開花時間多與采蜜昆蟲的活動同步,昆蟲的形態也相吻合,這是異種間的互利關係。

同種生物的社群行為也是一種交互適應現象。交互適應使雙方受益,可提高生存能力。

一方受益而他方受害的情況中也可見到高度適應的例子,特別是某些寄生物血吸蟲,在其個體生活史中相繼棲居幾個不同寄主,其時間配合和形態特化都表現出高度的適應。但因只有一方受益,所以進化趨勢常是寄生物增進寄生能力,而寄主卻消極地提高排除寄生物或耐受其為害的能力。

擬態[2] 現象中也有類似情況:捕食者可能迴避曾吃過卻感不適口的某種昆蟲,使與後者形態相似的昆蟲增加了存活機會;但如果捕食者先吃到適口的種類,便可能將其形態作為適口的標誌,從而增加了與其形態相似的種類被捕食的危險,其總的進化趨勢常是擬態種數量遠小於被模擬生態適應種。

形態適應

早期對進化適應的研究集中於生物的形態。古生物遺留下來的只是一些形態結構,只能參照現存於不同生境中的各種生物的解剖生理特點來進行研究。比較研究表明,每種生物只能在原有進化水平上適應新的生境,其過程常常是改造和利用原有器官。同在空中飛行,昆蟲用革質的翅,鳥類則用以肢骨為支架的翼。

策略適應

是進化適應的另一重要方面。在熱帶,環境比較穩定,食源豐富,種間競爭劇烈;而在高緯度地區,環境隨季節明顯變化,冬季寒冷、食源稀少,競爭卻弱得多。面對不同環境,各類生物發展出多種生態策略:有的早生、多生、體小、壽命短、種群數量波動大,一場氣候災害可導致大量死亡,但其繁殖力強,種群在短期內又可恢復到一定數量;有的則晚生、少生、體大、壽命長、種群數量穩定。有的能經受較異常的環境條件,如嚴寒、食物短缺等;有的則增強取用資源的能力,發展出各種競爭機制,包括攻擊和防禦的結構和行為。

視頻

生物對環境的適應

參考文獻

  1. [人民教育出版社課程教材研究中心,2007年:《普通高中課程標準實驗教科書-生物 穩態與環境(必修)》,人民教育出版社,第60~68頁]
  2. 漢典,引用日期2014-12-01