浅谈陆生生物对陆生环境的适应性

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  【摘要】:陆生生物,泛指在陆地上生活的生物。适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。适应性是通过长期的自然选择,需要很长时间形成的。而陆地环境与水域环境相比,要复杂得多,那么显而易见,陆生生物就要比水生生物拥有更为复杂的生理结构才能较好地适应陆生环境,本文将从多方面来探讨陆生生物对陆生环境的适应性。
  【关键词】:陆生生物;环境;适应性
  一、体液调节
  陆地气候与水域环境比相对干燥,为适应此环境,陆生动物一般都有防止水分散失的结构。
  1.1排泄
  生物体排出代谢废物的过程叫排泄。
  陆生生物对NH3的排出方式为以尿素或尿酸的形式排出。因为尿酸不溶于水排尿酸可以使卵生动物极大的减少从排尿中失去的水;而尿素溶于水,所以排尿需要消耗大量的水分,但是对于胎生动物来说毒性小,所以胎生动物排尿素。
  1.2 水盐平衡
  为了在较为干燥的环境中保持体内水盐平衡,陆生生物共有以下5种适应方式。
  (1)体表覆盖角质层、鳞片、羽毛、毛或形成外骨骼,减少水分从体表蒸发。
  (2)多数陆生动物以尿素或尿酸形式排泄含N废物,因此可以排浓尿,减少水分流失。
  (3)排泄器官对水和部分无机盐有重吸收功能,有利于维持体内水盐平衡。
  (4)某些陆生动物的消化道对水分具有很强的吸收功能,食物残渣可以干粪形式排出。
  (5)通过行为调节保持水分。
  二、体温调节
  2.1 形态结构和生理适应
  因为陆地常有一年四季高低温的巨大转变,低温对生物的伤害可分为冷害和冻害,而陆生生物也不能承受过高温度,如人一般不能承受42℃以上的温度。为适应变温环境,陆生生物在形态结构和生理方面都有所进化。
  1、隔离和缓冲 如:动物的皮毛
  2、体型变化 越靠近高纬度,体型会变大,因为相对表面积小,热量交换少。
  3、体色 体色浅,吸热少;体色深,吸热多。
  2.2 体温的行为调节
  行为性体温调节即动物通过其行为使体温不致过高或过低的调节过程。恒温动物主要是靠体内的代谢产热,同时也可利用体外的热源;变温动物则主要 依赖环境中的热源,但它们能够借助于行为主动地摄取这些热量[1]。如低等动物蜥蜴从阴凉处至阳光下来回爬动以尽量减小体温变动的幅度。人类能根据环境温度不同创设人工气候环境以祛暑御寒,则可视为更复杂的行为调节。
  三、神经系统
  神经活动的基本过程是反射,反射的结构基础为反射弧,包括五个基本环节:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。反射调节是机体重要的调节机制,神经系统功能不健全时,调节将发生混乱。而陆地动物还普遍具有发达的神经系统,能够对多变的环境及时做出反应。
  3.1 神经冲动传导对环境的适应
  神经冲动传导的特点:
  (1)双向传导
  (2)生理完整性
  (3)非递减性
  (4)绝缘性
  (5)相对不疲劳性
  传导速度:一般神经传导速度可达几十甚至上百米每秒。有利于生物对于外界环境变化快速作出反应。
  四、感受器和效应器
  4.1感受器
  外界刺激总是以一定的能的形式出现(如光能、热能、电能、机械能)这些刺激作用于感受器,如果刺激强度足够大,即达到阈值,就能使感受器部位的神经元发生动作电位。这个过程就把外界刺激的能量转化成了电能,也是对外界环境变化产生的一种适应性。
  4.2效应器
  传出神经纤维末梢或运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体一起称为效应器。这种从中枢神经向周围发出的传出神经纤维,终止于骨骼肌或内脏的平滑肌或腺体,支配肌肉或腺体的活动。效应器是反射弧的一部分。反射弧分为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器 五个部分。若效应器受损,动物便不能对外来伤害或刺激做出反应。
  五、适应性行为
  动物的行为多种多样,但只有那些具有适应性的行为,才能在长期的进化过程中被保留下来。行为学研究表明,适应性行为至少要满足一个条件,即这种行为对个体或种群的收益要大于行为所付出的代价。按照进化论的观点,动物的这些行为并不是它们有意识地进行选择后才确定下来的。而是自然选择的结果。
  5.1先天行为和后天学习的行为
  先天性行为就是生来就有的一种本能,与后天性行为相比,它对于环境的适应性更差,后天性行为是在相应环境中通过学习而建立起来的一种反射,能让生物更好的适应环境。先天性行为比学习行为对环境的适应能力差。通常地,先天行为和生物的遗传基因、种族类别、生存环境等有关。
  动物建立后天行为的主要方式是条件反射。参与神经中枢是大脑皮层,不是与生俱来的而是动物在成长过程中,通过生活经验和“学习”逐渐建立起来的新的行为。动物通过后天的学习,大大地提高了适应复杂环境的学习能力。
  5.2符号刺激和固定动作格局
  外界的一个特定刺激可引起动物发生特定的反应,这种反应是稳定的,每次刺激都发生相同的反应,这种先天的反应称为固定动作格局。
  如:斗牛、雏鸟求食
  5.3捕食者与被捕食者的适应性行为
  大自然界中,各种生物之间由于 食物关系而形成食物链,每种生物都是食物链中的一个环节。捕食者与被捕食者之间时刻都存在着激烈的生存斗争。被捕食者在长期进化过程中,经过长期的自然选择和遗传积累而逐渐形成了独特适应性特征,成为动物的防御手段[2]。
  (一)捕食者和捕食行为
  捕食者在身体结构上往往具有与捕食行为相适应的特点,如锐利的爪、撕裂用的牙、毒腺或其它攻击武器,用来提高捕食的效率。   捕食方式有的是追击,有的是伏击。追击者常有细长而矫健的四肢,善于奔跑。(猎豹)而伏击者常有灵活的躯体,潜伏在隐蔽处,伺机突然发动攻击。(猫)
  捕食者在捕食过程中总要付出一定的代价,如猎豹追捕猎物就要消耗大量体能,但一般情况下,捕获的猎物总能提供更多的能量。而且动物在选择捕食行为时,总是倾向于消耗更少的能量,获得更多的效益,这样的捕食者在进化过程中才具有更大的竞争力。但尽管如此,并不是每次捕食活动都能获得成功。于是,有些捕食者就采取了集体捕食的方式,以提高效率。而且这种方式比单个行动更容易对付体型较大的猎物。
  (一)被捕食者和逃避行为
  在捕食者进化的同时,被捕食者也在进化,形成了各种逃避捕食的行为,如保护色、警戒色、拟态等等。
  保护色:保护色是指动物把体表的颜色改变为与周围环境相似,这种颜色叫保护色。很多动物有保护色,类似蜥蜴的变色能力,还有不少动物进化为与环境相似的皮毛。
  警戒色:警戒色是指某些有恶臭和毒刺的动物和昆虫所具有的鲜艳色彩和斑纹。这是动物或植物在进化过程中形成的,可以使敌害易于识别,避免自身遭到攻击。如毒蛾的幼虫,多数都具有鲜艳的色彩和花纹,如果被鸟类吞食,其毒毛会刺伤鸟的口腔粘膜。
  拟态:拟态,指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中的其它物体从而获得好处的现象叫拟态或称生物学拟态。谓某些动物的形态、色泽或斑纹等极似他物,借以蒙蔽敌害,保护自身的现象。如尺蠖之极似树枝,凤蝶幼虫之极似鸟粪等。
  与捕食者的集体行动相对应,有些被捕食者也通过集体行动来对抗或逃避捕食。
  5.4领域行为
  当领域受到入侵或将要受到入侵时,领域占有者会通过各种方式驱赶入侵者,这种保护领域的行为叫领域行为。动物的生存需要一定的空间,这个空间就是动物的生存领域。在这个领域中动物可以取食、繁殖、抚育后代。占有领域的可以是一个个体、一对配偶、一个家庭,也可以是一个动物群。
  意义:
  1、不同个体占有不同领域,可降低同一物种的密度,保证充足的食物,降低疾病的传播率,等等。
  2、在建立领域和保卫领域的过程中,只有强者才能获得更大、更好的领域,从而获得更多的繁殖机会,这对物种的生存具有重要意义。
  参考文献:
  [1]尚玉昌. 行为生态学(十二):动物的行为热调节(1) [J].生态学杂志,1986(02)62-65
  [2]刘奎华,韩存山. 多种多样的动物防御手段 [J].中学生物学,2005
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