适应及适应的相对性例举
生活在地球上的任何一种生物,都受自然环境的影响。每一个特定的环境,对生物都有一个特定的选择,而所谓的适应,即生物受自然选择的结果与环境相适合的现象。但是,环境总是在不断地发生着变化,那么,生物体旧的适应对于新的环境来说,就可能不适应了,这说明生物的适应又是相对的,是暂时的。
一、生物适应环境是一种普遍现象
1.生物体的形态特点与环境相适应的现象
这主要表现在两个方面,一是生物的趋同适应。在自然界中,亲缘关系较远的物种在同一环境下生活,其形态特点有相似的现象。如,鲸本来是哺乳动物,但由于长期生活在水中,它的形态特点与鱼相似:体形象鱼;身体分为头,躯干、尾三部分,没有明显的颈部;全身不被毛,仅在吻部有些刚毛;皮下脂肪层厚,能保持体温和减轻比重;前肢鱼鳍状,后肢退化,有水平状的尾鳍等。二是生物的趋逆适应。也就是说,亲缘关系原本较近的物种,或为同一种类的生物,由于其生活环境的不同,因而在形态上产生了很大的差异,分别向不同的方向发展。以美洲棉尾兔为例,由于在山区环境中长期的地理隔离,使得不同地方的棉尾兔在形态上逐渐地发生变化,各自适应不同的环境,形成了不同的种,在美国东部棉尾兔有8个种,在西部山区有23个种。因此说,长期的地理隔离是生物形成新物种的重要原因之一,也是生物产生地域性适应的重要原因。再如,以尺蛾的工业黑化为例,大约在十九世纪末年,欧洲工业区发生了尺蛾的黑化问题。人们注意到有几种尺蛾其黑色个体,在某些工业中心区域随烟灰对环境的污染而逐渐增多起来,淡色尺蛾的个体逐渐减少,在短短的50年间,这些区域原来的淡色尺蛾(常态型)完全被黑色尺蛾(变态型)所代替。分析其原因,主要是由于在工业区里,黑色尺蛾比淡色尺蛾有较好的保护色,不易被天敌(鸟类)发现,因此具有更多的生存与生殖的机会。这说明了新环境的出现,使得尺蛾的形态向适应新环境的方向变化和发展。从而体现了尺蛾的趋逆适应现象。
2.生物体的结构、功能特点与环境相适应的现象
我们知道,生物体的结构都是与功能相适应的,而生物体的结构随着时间的演变功能的需要,逐渐向适应某种特定的环境方向发展。如家兔,它的小肠的长度是其体长的近10倍,并且还有发达的盲肠,这就为消化多纤维素的杂草奠定了结构基础,因此发达的小肠和盲肠的存在,是与其草食性相适应的。而与环境关系不大的器官,由于长期得不到充分的利用,而逐渐变为痕迹器官,如人的盲肠、阑尾、耳肌、瞬膜、尾椎骨等;海豚和某些蛇类(象蟒蛇)残存的后肢骨;蚊蝇后翅变成的平衡棒等。
3.在行为方面与环境相适应的现象
我们仅从生物的自我保护性行为举例加以说明:凶猛的眼镜蛇,在遇敌时颈部膨大,用以恐吓敌人,这种恐吓敌人的行为是长期自然选择的结果;而被动型逃避敌害的瓢虫,它在受到惊吓之后,就突然装死,一动不动,待稳定一会后则恢复原态,以此来迷惑敌人;有的动物则采取“丢卒保车”的方式逃避敌害,象海参遭敌时,主动“献出”内脏,供敌害食之,它则借机逃走,以后再长出新的内脏来。
4.在种族延续方面与环境相适应的现象
如生活在沙漠地区的一些十字花科、蓼科的短命植物在雨后的十几天内就完成了发芽、生长、开花、结实的“生活史”,这种快速完成繁殖后代的现象是与其生活的干旱环境相适应的。苍耳的果实带刺,便于动物携带为之传播。
5.生物群体对环境的适应现象
自然界中,营群居生活的生物,在个体身上往往表现出对自身不利而对整个群体有利的特性来,这种利他主义行为的存在,使得整个群体能更好地适应环境。最典型的例子就是蜜蜂:在蜂群中,少量的雄蜂一生中唯一的职能就是与蜂王交配;蜂王则专司产卵,繁殖后代;而大量的工蜂却丧失了繁殖后代的功能,担负着筑巢、守卫、哺育幼虫、采蜜等大量繁重的工作。从表面来讲,工蜂不能生育,这一点对其本身是不利的,但却使蜂王能繁殖出更多更优的后代。如果工蜂能够进行生殖,产生自已的后代,而不负责筑巢等工作,那么整个蜂群必然瓦解,它们只能有限地分散存在,对群体不利。
二、生物适应环境的相对性
达尔文曾说过:“纵使生物在过去任何一个时期能够完全适应它们的生活条件,但当条件改变了的时候,除非它们自己跟着改变,否则就不能再完全适应了”。由此可见,生物的适应不是永久性的,它只是生物体与环境间暂时的统一。
1.生物适应环境的暂时性
我们从生物(地)史方面可找出很多例证来。如,在古生代泥盆纪时期,地球上的气候潮湿温暖,羊齿植物空前繁盛,致使大量的植物残体生成,并导致某些水域败坏,氧气缺乏,由于环境的恶变,用鳃呼吸的古代硬骨鱼类就因之而死亡。再如,在中生代时期,爬行动物遍及地球的每个角落,人们把中生代称为“爬行动物时代”,这说明了这些动物对当时的环境是非常适应的。但到了中生代末期,地球出现了强烈的造山运动,致使气候、环境都发生了巨大的变化,大量的爬行动物象重达几吨、几十吨的恐龙承受不了这种环境突变的打击,趋于灭亡,终结了盛极一时的“黄金时代”。
2.生物保护性适应的不完善性
在自然界中,没有一种保护性适应能对任何天敌都起作用。比如,在哺乳动物中,老鼠在现今世界上可谓是个“大家族”,它们体色如土,听觉灵敏,奔跑如飞,有时能躲过猫的袭击,迅速钻进洞内。但蛇却可根据其头部的热定位器,准确地找到鼠洞,登门食之。这样,老鼠虽然侥幸躲过了猫,但却丧身于蛇口;生活在林海雪源的野白兔,虽然其毛色与雪色一样,有时能骗过狼的眼睛,但雄鹰却能在空中从相对运动着的景物中发现它;混身长满硬刺的刺猬,一旦遭故,整个身体就形成刺球,把头等部位保护起来,一般的敌人在它面前常常束手无策,而狐却洒其尿液,能把刺猬“熏”得舒展开“刺球”,这时狐就咬住其腹部,继而将其食掉。
3.生物高度适应环境的局限性
生长在美洲的三叶草,其传授花粉的媒介只是当地的一种土蜂。土蜂数量多,三叶草就繁茂。若没有土蜂,三叶草就不能传宗接代。以云杉种子为主食的松鼠数量,每隔4年有一个显著提高,随后的一年就明显降低,这是由于云杉种子每隔4年有一次丰收,随后就是歉收年,而种子丰收年份内松鼠的生殖力及存活率均大为提高,导致次年种群数量高峰出现,但松鼠数量的增多必然导致对生存条件(尤其是食物)的剧烈竞争以及疾病暴发可能性的增长,而这一年却是云杉种子歉收年份,因而造成松鼠数量锐减。因此说,生物的适应范围越狭窄,则受自然环境限制的程度越大。
4.生物对环境适应的“依赖性”
有些生物的形态结构,完全取决于环境的差异。如生活在海中的后螠,其幼体产生后,若落在雌体的吻上则发育成一个雄体,若落在海水中就发育成雌体,可见后螠性别的形成对不同环境的依赖性。再如生活在水中的水毛茛,其水中叶呈丝状,暴露在空气中的叶为片状,在这里叶子的形状取决于环境的差异性。
5.生物体变态适应环境的缺陷性
在有的情况下,生物的某种器官发生变态,能适应某种特殊的环境,只有其它器官来补偿其变化器官的原来功能,但也不能完全达到原有器官的功能水平。如仙人掌的叶退化成刺,减少了蒸腾面积,并在肉质茎中贮有大量的水,以适应干旱的环境。它虽有含大量叶绿体的茎来行使光合作用的功能,但其光合作用的强度相对阔叶植物已明显减弱。生长在巴西的纺锤树适应干旱的环境,其树冠变得非常小,并由茎部膨大来贮藏水分,这同样也存在着光合作用强度减弱的弊病。
总之,生物对环境的适应是自然界中的普遍现象。但环境又是在不断变化着的,随着环境的变化,对旧环境的适应者可能不适应新环境,则被淘汰,而新的适应者则取而代之,从而使生物与环境间又达到一个新的暂时的相对的统一。这种漫长的、反复的过程,就成为生物不断进化发展的必然规律。
保护色、警戒色、拟态的区别
选出下列不属于拟态的:A.枯叶蝶似枯叶B.有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色C.南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇D.美洲棕王蝶幼虫有毒,体节有棕色大斑纹。
答案应选D,但有的学生却不知B、C两项为何不能选。如上面提到的“有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色”、“南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇”,这两者都是与环境中某种生物相似,故应是拟态现象。
下列分别属于保护色和警戒色的一组是:A.虎具有斑纹和黄蜂腹部的条纹。B.昆虫的体色和北极熊的体色。C.枯叶蝶具有的特征和黄刺蛾幼虫的鲜艳色彩。D.腹蛇体表的斑纹和比目鱼的体色。
答案应选A,而不少学生判断出选A后却感到疑惑不定,有的甚至改选C。而“虎具有的斑纹”是与环境色彩相似,应是保护色。
保护色和拟态现象都表现为与环境色彩相似,不易被识别,而警戒色则表现得与环境不同,容易被发现,且具警戒色的动物一般都具有潜在的伤害性,据此可把警戒色与其他两者区分开。保护色表现为与环境色彩相似,这里的“环境色彩”应是环境中主要的占优势的色彩,如春夏的草坪是绿色,冬天的雪地是白色;拟态是与环境中某种生物或非生物相似,而这种生物或非生物的颜色等特征并不一定在环境中占优势,并非主要色彩。而且拟态现象往往与生物所处的运动状态有关,一般是处于相对静止状态时才相似,一旦运动起来则就不相似了;而保护色则与运动状态基本无关,如枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶,“停息”状态才像枯叶,一旦飞舞起来就不像了而我们捕捉昆虫也许都有这种体验:有时看到昆虫由这里飞向另一个地方,但马上在另一个地方搜寻,却不能立即找到。 再如下面几种现象:“A.避役的体色能够随环境色彩的变化而改变并与环境的色彩保持一致。B.生活在亚马逊河流域的南美鲈鱼形如败叶,浮在水面。C.黄蜂腹部具有黄黑相间的条纹。D.腹蛇体表的斑纹。E.生活在海藻中的一种鱼,遇到敌害时,身体侧立不动,似一株植物,从而逃避敌害。”
这里的黄蜂、腹蛇具潜在伤害性,且条纹、斑纹很醒目,故C、D是警戒色;避役始终与环境色彩一致,不易被发现,故A是保护色;南美鲈鱼和海藻中的那种鱼都是与环境中某种生物相似,而且只有在“侧立不动”或“浮在水面”不动时才似植物、如败叶,一旦游动起来肯定就不像了,故B、E是拟态。