適應特性

適應特性

適應特性是指生物隨著固定不變的刺激強度刺激感受器時,隨著刺激時間的延長,感受器的閾值逐漸升高的特性。多提現於動植物以及人類隨著環境的變化所形成的適應環境生存的特性。

基本介紹

  • 中文名:適應特性
  • 外文名:adaptive trait
  • 領域:生態學
  • 又稱:適應性、適應力
  • 例子:仙人掌、北極熊等動植物
生物學定義,詳述,典型例子,適應特性的相對性,適應定義,用生存來定義適應,用繁殖來定義適應,生物學中原文解釋,

生物學定義

在生物學中適應熱性又稱為脫敏,是指如果細胞持續地暴露在某種刺激因素下,它會逐漸失去原有的敏感性的現象。適應性使細胞和微生物獲得跟隨環境條件的改變而繼續生存的能力。細胞的適應性發生在其對環境中化學信使物質的識別過程中,細菌的適應主要是因為環境中營養成分的改變。產生適應的方式有受體變化和受體後變化兩種,前者包括受體介導的細胞內吞作用和受體修飾作用。
生物的適應是指:生物的形態結構和生理機能與其賴以生存的一定環境條件相適合的現象。

詳述

適應特性一方面指生物各層次的結構(從大分子、細胞、組織、器官,乃至由個體組成的種群等)都與功能相適應;另一方面,這種結構與相關的功能(包括行為、習性等)適合於該生物在一定環境條件下的生存和延續。
適應 (adaptation)是生物特有的普遍存在的現象,包含兩方面涵義:①生物的結構(從生物大分子、細胞,到組織器官、系統、個體乃至由個體組成的群體等)大都適合於一定的功能。例如DNA分子結構適合於遺傳信息的存貯和“半保守”的自我複製;各種細胞器適合於細胞水平上的各種功能(有絲分裂器適合於細胞分裂過程中遺傳物質的重新分配,纖毛、鞭毛適合於細胞的運動);高等動植物個體的各種組織和器官分別適合於個體的各種營養和繁殖功能;由許多個體組成的生物群體或社會組織(如蜜蜂、螞蟻的社會組織)的結構適合於整個群體的取食、繁育、防衛等功能。在生物的各個層次上都顯示出結構與功能的對應關係。②生物的結構與其功能適合於該生物在一定環境條件下的生存和繁殖。例如魚鰓的結構及其呼吸功能適合於魚在水環境中的生存,陸地脊椎動物肺的結構及其功能適合於該動物在陸地環境的生存,等等。
自古以來對於適應就有目的論和進化論兩種解釋。C.R.達爾文第一次用自然選擇原理來解釋適應的起源,徹底擺脫了“上帝’”或任何超自然的力量。自然選擇學說雖受到種種批評,但與其他學說相比,仍是最合理地解釋了適應起源的學說。

典型例子

保護色的形式多種多樣:
1、如水母海鞘等水生生物的軀體近乎透明,能巧妙地隱身於水域中;北極熊白色的皮毛和冰天雪地的背景十分協調;許多魚類背部顏色深,腹部色淺,從上向下看,與水底顏色一致,從下向上看,卻又像天空。
2、分割色是保護色的又一種形式,如虎、豹、斑馬長頸鹿身上都有鮮艷的花紋,在光暗斑駁的環境配合下,能使其輪廓模糊不清。某些種類的比目魚和蜥蜴能隨背景變化而改變體色,以保護與環境的協調。
3、警戒色:如毒蛾的幼蟲多具有鮮艷的色彩和斑紋,誤食這種幼蟲的小鳥常被毒毛損傷口腔黏膜,以後這種易於識別的色彩和斑紋就成為小鳥的警戒色。又如歐洲有一種塔蛛,腹部呈現紅色,其皮膚腺能分泌毒液,當它受到攻擊時,其腹部向上,顯示紅色肚皮以示對天敵的“警告”。其他如瓢蟲的斑點,毒蛇鮮艷的花紋等。
4、擬態:如一些無毒的假珊瑚蛇也具有與劇毒的真珊瑚蛇相似的紅、黑、黃相間的橫紋。又如鮟鱇背上的棘形鰭很像蠕蟲,當其他小魚來吃“蟲”時反而被它吃掉。豬籠草形似鮮花,能誘捕采蜜的小蟲。杜鵑的擬態屬於宿主擬態,它把卵產在其他鳥的巢中,其卵的大小、色澤等與原巢內的卵極其相似,因此杜鵑的卵可讓其他的鳥來為其孵卵育雛。

適應特性的相對性

雖然生物對環境的適應是多種多樣的,但究其根本,都是由遺傳物質決定的。適應之所以具有相對性是由於遺傳基礎的穩定性和環境條件的變化相互作用的結果。
遺傳物質具有穩定性,它是不能隨著環境條件的變化而迅速改變的,這就導致已經形成的適應一般要落後於環境條件的變化,這是造成適應相對性的主要原因。
適應的相對性還表現於它是一種暫時的現象,而不是永久性的。當環境條件出現較大的變化時,適應就變成了不適應,有時還成為有害的甚至致死的因素。
生物對環境的適應既有普遍性,又有相對性。我們知道,生物都生活在非常複雜的環境中,時刻受到環境中各種生態因素的影響。生物只有適應環境才能生存繁衍,也就是說,自然界中的每種生物對環境都有一定的適應性,否則早就被淘汰了,這就是適應的普遍性。
但是,每種生物對環境的適應都不是絕對的、完全的適應,只是一定程度上的適應,環境條件的不斷變化對生物的適應性有很大的影響作用,這就是適應的相對性。生活在雪地的老鼠毛色為白色,是一種保護色,不易被其他動物發現,這對它躲避天敵動物的捕食十分有利,這是對環境的一種適應現象。如果降雪推遲,白色鼠反而易被天敵發現而遭捕食,體現了生物對環境的適應具有相對性。根據達爾文自然選擇學說可以推知,隨著降雪天數的增加,白色鼠的生存環境優越,有利於繁殖而數量會越來越多。如果降雪天數減少,白色鼠在生活中就會失去保護色的保護作用而遭大量被捕食,數量會下降,這種變化的環境對老鼠體色起到了自然選擇的作用,即適者生存,不適者被淘汰。

適應定義

用生存來定義適應

達爾文在闡述其自然選擇原理時曾指出,最適應於環境的個體將存活下來,並將其有利的變異遺傳到後代。後來哲學家H.斯賓塞用“最適者生存”這個術語來概括達爾文關於適應和自然選擇的基本思想:生存者是最適應的。但這個定義在邏輯上是不夠嚴密的。因為生存由多種因素決定,生存本身尚需解釋。況且生存如果與繁殖分開便毫無意義。因為一個個體即使生存下來,若不能繁育後代則不能將其適應的特徵傳遞下去,這樣的個體不能算“最適者”。

用繁殖來定義適應

用“繁殖的成功程度”來定義適應度現代綜合進化論改進了達爾文關於“適應”的定義,用能生存下來並繁殖後代來定義適應,同時用繁殖的成功程度來定義適應度。把具有某種基因型的個體的適應度定義為“該個體所攜帶的基因能傳遞給下一代的相對值”,這種適應度被稱為“達爾文適應度”(T.多布然斯基等,1977)。
生態學的適應定義“可以利用其他生物不能利用的環境條件的生物是最適者”(勒沃廷, 1978;福雷,1971)。在生態系統內的生物的生存和繁殖是受系統內其他生物和環境所制約的,種群數量往往處於一種動態的平衡之中,繁殖率和存活率都不能作為生物適應成功的指標。勒沃廷用一個生態數學模型來證明這種觀點。假定有兩個受物質能源限制的種群,各含100個個體,每個個體消耗1個單位的有限物能源(有限物能源指自然界中相對而言數量有限的、維持生命所必需的物質和能量來源。例如,對於異養動物來說食物就是有限物能源)。在第一個種群內發生了一個突變,突變的個體比正常個體繁殖力提高一倍,但物能源的利用率保持不變,由此計算出的結果是該種群內突變型最終完全取代了非突變型(正常型)。按“生存”或“繁殖”的適應定義來說,突變型個體是最適者,然而整個種群的個體總數(種群的大小)不變,生長速率也不變。
單是繁殖力的提高並沒有改變該種群在生態系統中的狀況。而且繁殖力的提高還可能帶來幼體死亡率增高和被捕食的數量增多等因素,所以很難說是增加了種群的適應性。假若在第二個種群發生了另一種突變,突變型個體的物能源利用率提高了一倍,而繁殖力不變。由此計算出的結果是該種群內突變型最終完全代替了非突變型,種群個體總數增加一倍,生長率先是增高,然後降到原來的水平。在這種情況下,繁殖力不變,若按“繁殖”的適應定義,突變個體並非最適者。
從生態學角度看,突變型完全替代了非突變型之後的種群個體總數增大了,因此第二個種群中的突變型個體才是真正的最適者。第一個種群雖然發生了進化改變(突變型替代了非突變型),但並沒有提高種群的適應性。第二個種群發生了進化改變,同時又提高了種群的適應性。

生物學中原文解釋

Any inherited structure, behavior, or internal process that enables an organism to respond to environmental factors and live to produce offspring is called an adaptation .
在心理學中,適應是指在同一器官內,由於刺激物的持續作用而使感受性發生變化的現象。“入芝蘭之室,久而不聞其香;入鮑魚之肆,久而不聞其臭。”這是指嗅覺適應。一般來說適應現象表現為感受性的降低,唯有視覺的暗適應使感受性提高。

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