Задача
Какие приспособления к недостатку воды выработались у животных, обитающих в пустынях? Приведите как можно больше примеров поведенческих, морфологических и физиологических адаптаций и животных, их использующих.
В пустынных местностях у животных возникают две основные проблемы: нехватка воды и слишком высокая температура днем, причем эти две проблемы взаимосвязаны - можно уменьшать температуру тела, испаряя с поверхности драгоценную воду, а можно адаптироваться другими способами, экономя воду. Давайте посмотрим, как разные пустынные животные решают эти проблемы.
Примеры поведенческих адаптаций
- Ночная активность. Днем животные прячутся в укрытиях, причем некоторые животные, например, пустынная белка, использует свой хвост как зонтик от солнца. Это снижает перегрев организма и уменьшает потери воды при дыхании и через покровы тела.
- Сезонная активность: животные впадают в спячку во время наиболее сильной засухи. В состоянии спячки процессы обмена веществ замедляются, к тому же нет нужды выходить на поверхность и подвергаться дополнительному перегреву, вызывающему потерю воды. Примерами могут служить пустынные суслики и черепахи.
- Насекомые в пустыне могут адаптировать свой жизненный цикл под смену сезонов. Например, бабочки выходят из защищенных от испарения воды куколок только при повышении влажности.
- Некоторые животные создают запасы еды или жидкостей ("муравьи-бочки" у медовых муравьев) для переживания неблагоприятных сезонов. Это позволяет меньше появляться на поверхности и меньше перегреваться и испарять ценную воду.
- К поведенческим адаптациям относятся и рытье нор, выбор мест обитания вблизи источников воды, способность хранить в памяти места водопоев.
Примеры морфологических адаптаций
- Многие пустынные животные имеют внешние покровы, препятствующие испарению воды с поверхности тела. Например, эпикутикула у насекомых, ороговевшие покровы тела у рептилий.
- Густая шерсть верблюда и ряда других млекопитающих обеспечивает термоизоляцию, не пропуская горячий воздух к коже.
- Некоторые жуки и ящерицы, обитающие в пустынях, могут конденсировать воду из тумана благодаря специализированным покровам тела (шипам и выростам), увеличивающим площадь поверхности. Примером может служить ящерица молох.
- При не слишком высоких температурах большие уши помогают увеличить теплоотдачу, что позволяет не терять воду на выработку пота. Например, большие уши - по сравнению с близкими видами, обитающими в более умеренных зонах, имеют антилоповый заяц, ушастый еж и пустынная лисичка фенек.
- Специфичная окраска покровов тела многих пустынных жителей отражает солнечные лучи и снижает перегрев организма. Интересным примером служит пустынная жабовидная ящерица (Pherynosoma plathyshinos), меняющая окраску в течение суток. При повышении температуры тела спинные покровы ящерицы белеют. Экспериментально доказано, что при этом происходит резкое уменьшение поглощения тепла. У некоторых видов наступает и побеление кожи живота, что, очевидно, предохраняет животное от отраженного излучения поверхности субстрата
Примеры физиологических адаптаций
- В пустынях в основном обитают животные, выделяющие малорастворимые продукты азотистого обмена, что можно считать преадаптацией к такому образу жизни. Паукообразные выделяют гуанин, рептилии, насекомые и птицы - мочевую кислоту.
- У ряда видов происходит дополнительная концентрация мочи почками. Так, у пустынных млекопитающих (например, у пустынной крысы) в нефронах удлинена петля Генле, что повышает обратное всасывание воды.
- Для экономии воды у пустынных животных существуют механизмы дополнительного всасывания воды в кишечнике, чтобы минимизировать ее потери с калом. Например, у верблюда на 100гр сухого помета приходится всего 80 гр воды, тогда как у коровы - 560 гр.
- У насекомых, обитающих в аридных районах, выделительные органы — мальпигиевы сосуды — свободными концами входят в тесный контакт со стенкой задней кишки и всасывают воду из ее содержимого. Таким образом вода вновь возвращается в организм (например, пустынные жуки-чернотелки и муравьиные львы).
- Использование метаболической воды, в том числе из запасенного жира, тоже распространенный способ адаптации к пустынной жизни. Примером может служить верблюд, пустынные грызуны и насекомые, жировое тело которых может служить источником метаболической воды.
Критерий оценки. Широта охвата. Ответ включает все уровни адаптационной терморегуляции: поведенческий, морфологический и физиологический - 3б., любые два уровня - 2б., один уровень - 1б. Количество версий независимо от широты охвата: 1б. за каждую версию, но не более 6 б. Примеры. Правильно назван вид животного и он правильно иллюстрирует приведенную версию - 1 б. за каждый пример но не более 6 б. за все примеры. Неверное и/или неподробное описание, из которого неясно, что иллюстрирует пример - 0 б. Однотипные примеры оцениваются как один. Максимальная оценка 15 б.