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Adaptation

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Un biologique adaptation désigne toutes les caractéristiques structurelles (morphologiques ou anatomiques), physiologiques ou comportementales d'un organisme ou d'un groupe d'organismes (tels que les espèces) qui le rendent mieux adapté à son environnement et améliorent par conséquent ses chances de survie et de succès reproductif. En raison de la plasticité phénotypique individuelle (variabilité), les individus auront plus ou moins de succès. Certaines adaptations peuvent améliorer le succès reproductif de la population, mais pas d'un individu en particulier, comme en témoignent les comportements altruistes des insectes sociaux.

Des organismes adaptés à leur environnement sont capables de:

  • sécuriser la nourriture, l'eau et les nutriments
  • obtenir de l'air, de la chaleur et des espaces
  • faire face à des conditions physiques telles que la température, la lumière et la chaleur
  • se défendre contre leurs ennemis naturels
  • reproduire et arrière progéniture
  • répondre aux changements qui les entourent

L'adaptation se produit en réponse à des changements dans l'environnement, le style de vie ou la relation avec d'autres organismes. La dynamicité environnementale, le déplacement volontaire ou forcé de l'habitat et les activités humaines peuvent placer les organismes dans une nouvelle niche ou subir des pressions ou des pressions environnementales. Dans de telles circonstances, les organismes nécessitent des caractéristiques adaptées à la nouvelle situation. Les organismes qui ne sont pas convenablement adaptés à leur environnement devront soit quitter l’habitat, soit disparaître. Le terme s'éteint dans le contexte de l'adaptation signifie que le taux de mortalité sur l'ensemble de la population de l'espèce dépasse le taux de natalité pendant une période suffisamment longue pour que l'espèce disparaisse.

Tandis que les adaptations prévoient le but individuel de l'organisme - survie, reproduction, développement, entretien - ces mêmes caractéristiques fournissent la diversité et ajoutent à la fascination humaine et au plaisir de la nature. De plus, alors que les adaptations sont souvent considérées comme un ensemble statique de caractéristiques appropriées, en réalité le processus de développement des adaptations est un processus dynamique. Qu'il soit envisagé comme le produit de la conception ou de la sélection naturelle, ou de la sélection naturelle au niveau microévolutionnaire et de la conception pour des changements macroévolutionnaires, la réalité est que de nouvelles adaptations sont nécessaires lorsque les organismes rencontrent de nouveaux environnements, et cela se produit depuis des millions d'années.

Dans certaines conditions extrêmes, il est possible

Il y a une grande différence entre l'adaptation et l'acclimatation ou l'acclimatation. Le processus de développement des adaptations se déroule sur plusieurs générations; c'est un phénomène de population impliquant la génétique et c'est généralement un processus lent. L'acclimatation ou l'acclimatation, en revanche, se produit généralement au cours d'une seule vie ou instantanément et traite des problèmes moins menaçants. Par exemple, si un être humain devait se déplacer vers une altitude plus élevée, la respiration et l'effort physique deviendraient un problème. Cependant, après avoir passé un certain temps dans des conditions de haute altitude, on peut s'acclimater à la pression réduite, la physiologie de la personne peut fonctionner normalement et le changement ne sera plus remarqué.

Types d'adaptation

Les adaptations peuvent être structurelles, physiologiques ou comportementales. Adaptations structurelles sont des parties spéciales du corps d'un organisme qui l'aident à survivre dans son habitat naturel (par exemple, la couleur de la peau, la forme, la couverture corporelle). Adaptations physiologiques sont des systèmes présents dans un organisme qui lui permettent d'effectuer certaines réactions biochimiques (par exemple, faire du venin, sécréter de la boue, être capable de maintenir une température corporelle constante). Adaptations comportementales sont des façons spéciales dont un organisme particulier se comporte pour survivre dans son habitat naturel (par exemple, devenir actif la nuit, adopter une certaine posture).

En fonction des habitats pour lesquels les organismes développent des adaptations, les adaptations peuvent être classées en 3 types fondamentaux, à savoir aquatique, terrestre, et volant (vol), dont chacun peut être divisé en plusieurs sous-types.

Adaptation aquatique

Les adaptations aquatiques se trouvent dans les plantes et les animaux qui vivent dans les habitats aquatiques: eau douce, eau saumâtre et eau de mer. Par exemple, les organismes d'eau douce développent des caractéristiques pour empêcher l'entrée d'eau en excès ou des processus pour drainer l'excès d'eau régulièrement. Au contraire, les organismes marins sont confrontés à une pénurie d'eau en raison de l'eau de mer hypertonique (concentration en sel supérieure à celle du fluide corporel). Ainsi, ils ont des mécanismes pour retenir l'eau et excréter les excès de sels qui pénètrent dans la prise d'eau. Les plantes aquatiques peuvent être des plantes à racines émergentes (par exemple, des roseaux), des plantes à racines submergées (par exemple, Hydrilla), des plancton (par exemple, des diatomées) ou des plantes flottantes (par exemple, la jacinthe d'eau). De même, les animaux aquatiques peuvent être benthique, survenant au fond d'un plan d'eau, ou pélagique, se produisant dans le plan d'eau lui-même. Les animaux peuvent vivre partiellement ou définitivement dans l'eau. Ainsi, ils peuvent aller des habitants de l'eau non spécialisés aux habitants de l'eau très spécialisés.

Les animaux principalement aquatiques (par exemple, les poissons) ne présentent pas une seule caractéristique terrestre, tandis que les animaux secondairement aquatiques (baleines, dauphins) possèdent une respiration terrestre par les poumons, et certains doivent visiter la terre pour pondre des œufs (par exemple, la tortue). Les animaux vivant en partie dans l'eau présentent des adaptations amphibies avec des caractéristiques doubles pour la terre et l'eau (par exemple, grenouilles, salamandres), ou principalement des caractéristiques terrestres et seulement quelques adaptations aquatiques de base (par exemple, canard).

Certaines adaptations aquatiques caractéristiques sont:

  • Contour du corps est en forme de fuseau et rationalisé. Pour cela, la tête est allongée en tribune ou structure similaire, le cou est court, les oreilles externes (pennes) sont réduites et la queue est compressée latéralement ou dorso-ventralement.
  • Habituellement, les animaux marins sont excessivement grands (par exemple, les baleines), en raison de la flottabilité de l'eau salée.
  • Les organes de locomotion et d'équilibre varient considérablement entre les animaux aquatiques; les poissons utilisent appariés et non appariés palmes, les baleines et les tortues ont leurs membres modifiés en pagaies, dans certains autres, les mains et / ou les pieds sont palmé.
  • La peau de la plupart des formes aquatiques est riche en glandes muqueuses pour la rendre glissante. Les poissons sont équipés de écailles dermiques ainsi que. Les mammifères aquatiques ont des glandes capillaires et cutanées réduites ou absentes (glandes sébacées et sébacées). En compensation, ils ont une couche graisseuse sous la peau appelée barboteur. En plus d'isoler le corps, il aide également à la flottaison.
  • Les animaux aquatiques sont principalement capables d'utiliser l'oxygène dissous dans l'eau pour respirer à travers la surface générale du corps, interne ou externe branchies, et ainsi de suite. Cependant, des formes secondairement aquatiques respirent l'air atmosphérique à travers les poumons; les narines sont situées à l'apex de la tête.
  • Chez les poissons, l'excroissance creuse du canal alimentaire, appelée vessie, fonctionne comme un organe de flottation et un organe respiratoire accessoire car il est rempli d'air. Chez les baleines et autres mammifères, des poumons extraordinairement massifs et des narines refermables remplissent cette fonction.
  • Les poissons ont Ligne latèrale systèmes s'étendant sur toute la longueur du corps. Il contient des organes de neuromastes, qui agissent comme des rhéorécepteurs (récepteurs de pression).

Adaptation terrestre

Les adaptations terrestres sont présentées par les plantes et les animaux vivant dans les habitats terrestres. Comme il existe différents types d'habitats terrestres, les adaptations présentées par les organismes sont également de types divers.

Adaptation fossilisée

Cette adaptation se produit chez les animaux menant un mode de vie souterrain. Ils sont équipés d'organes de fouille et ils creusent pour se nourrir, se protéger ou se loger. Zoologiquement, ils ont tendance à être primitifs et sans défense. Les fonctionnalités d'adaptation sont:

  • Le contour du corps est cylindrique, en forme de fuseau ou fusiforme (par exemple, vers de terre, taupes, blaireaux) de manière à réduire la résistance dans le passage souterrain.
  • La tête est petite et se rétrécit en avant pour former un museau fouisseur.
  • Le cou et les pennes sont réduits pour éviter toute obstruction lors d'un mouvement rapide à travers les trous. Chez certains, la queue est également raccourcie.
  • Les yeux restent petits et non fonctionnels.
  • Les membres sont courts et forts. Les pattes sont larges et robustes avec de longues griffes et quelques structures supplémentaires pour creuser. Dans Gryllotalpa (mole-cricket), les membres antérieurs sont transformés en organes creuseurs.

Adaptation cursive

Il s'agit d'une adaptation impliquant la «course» et est requise par les organismes vivant dans les prairies, car le manque de cachettes signifie que la course rapide est un moyen important de protection contre les ennemis. Les chevaux, les zèbres, les cerfs, etc. montrent cette adaptation, avec les modifications suivantes:

  • Le cou est réduit et le corps est rationalisé, cela réduira la résistance à l'air pendant la course.
  • Les os des palmiers (carpiens, métacarpiens) et des semelles (tarse, métatarse) deviennent compacts et sont souvent fusionnés pour former de l'os canon.
  • Le cubitus osseux de l'avant-bras et le péroné osseux de la tige sont réduits.
  • Les segments distaux des deux membres, tels que le radius, le tibia et les os canon, sont allongés pour augmenter la longueur de la foulée.
  • Le mouvement des membres est limité à un plan longitudinal.

Adaptation arboricole

Ceci est également connu comme scansorial adaptation et se trouve chez les animaux qui vivent dans les arbres ou grimpent sur les rochers et les murs. Les caractéristiques leur permettant d'être mieux adaptées à l'habitat sont:

  • La poitrine, les ceintures, les côtes et les membres sont solides et robustes.
  • Les pieds et les mains deviennent préhensile (capture) avec des chiffres opposables (par exemple, primates, marsupiaux). Parfois, les chiffres sont regroupés en 3 chiffres et 2 chiffres dans le syndactylie (par exemple., Caméléon). Pour faciliter l'accrochage, certains ont des griffes allongées (par exemple, des écureuils), tandis que d'autres portent des coussinets adhésifs arrondis à la pointe des chiffres (par exemple, la grenouille d'arbre) Hyla). Dans le lézard des murs (Hemidactylus), il y a deux rangées de lamelles dans le côté ventral des chiffres pour créer un vide pour s'accrocher. Cela permet aux animaux de se déplacer même sur les surfaces verticales lisses.
  • Souvent, la queue devient également préhensile (par exemple, caméléon, singes).

Adaptation au désert

Les adaptations du désert concernent le mode de vie dans les habitats terrestres extrêmes. Plantes du désert (xérophytes) et les animaux (xérocoles) montrer des adaptations pour trois défis: obtenir de l'humidité, conserver l'humidité et se défendre contre les facteurs biotiques et abiotiques. Beaucoup de ces adaptations sont simplement physiologiques et comportementales:

  • Différentes plantes et animaux adoptent des mécanismes différents pour se procurer suffisamment d'eau. Le lézard de sable (Molcoh) et crapaud cornu (Phrynosoma) avoir une peau hygroscopique pour absorber l'humidité comme le papier buvard même de l'air insaturé. Le rat kangourou (Dipodomys) répond à ses besoins en eau grâce à la synthèse métabolique. D'autres satisfont leurs besoins en eau grâce à la nourriture qu'ils consomment.
  • Les animaux du désert empêchent la perte d'eau de leur corps en réduisant la surface, rendant la peau imperméable par son épaississement et son durcissement, ainsi que par la présence d'écailles et d'épines (Phrynosoma, Moloch), réduisant le nombre de glandes sudoripares chez les mammifères, évitant la chaleur diurne en recherchant l'ombre des rochers et en devenant actif la nuit (nocturne)et excrétant les déchets sous forme de granulés secs solides.
  • Certains animaux du désert stockent de l'eau dans leur corps et l'utilisent économiquement; le chameau stocke l'eau dans les tissus partout dans le corps, tandis que le lézard du désert (Uromastix) le stocke dans le gros intestin.
  • En raison du sable et de la poussière dans l'air, les oreilles, les yeux et les narines sont protégés par des valves, des écailles, des franges, des paupières ou en étant de taille réduite.
  • Jackrabbits (Lepus), renards (Vulpes velox), d'autres ont de grandes épines pour fonctionner comme des radiateurs thermiques efficaces sans avoir à perdre d'humidité.
  • La coloration et le comportement permettent aux animaux de s'harmoniser avec l'environnement du désert. Par exemple, couleur sable et peau rugueuse Phrynosoma sur la détection des menaces creuse dans le sable pour effacer le contour du corps et s'harmoniser en arrière-plan.
  • Possession de venin (poison) sert à l'autodéfense et presque tous les serpents et araignées du désert sont toxiques.

Adaptation protectrice

La protection contre les ennemis, les prédateurs et même les erreurs est obtenue par l'utilisation de dispositifs et de mécanismes de protection, tels que les surfaces glissantes, les cornes, les épines, les odeurs désagréables (par exemple, la musaraigne), le poison, les coquilles dures, autotomie (auto-coupe) de la queue (par exemple, le lézard des murs), ou par l'utilisation d'une coloration associée à des postures comportementales. Les colorations sont utilisées à différentes fins:

  • Coloration cryptique ou camouflage sert à rendre les animaux invisibles ou indistincts de l'environnement en les assimilant à l'arrière-plan ou en décomposant le contour du corps. Les animaux vivant dans des conditions neigeuses peuvent être blancs, les animaux de la forêt peuvent être rayés ou tachetés et les animaux du désert peuvent être de couleur sable. le caméléon possède plusieurs couches et variétés de chromatophores qui lui permettent de changer ses couleurs en fonction de la couleur de l'environnement.
  • Coloration de ressemblance, avec des caractéristiques morphologiques et des postures comportementales, font que les animaux ressemblent exactement aux objets particuliers sans intérêt de l'environnement, ce qui leur confère une protection. Certains des exemples sont les insectes bâton, les insectes foliaires (Phyllium), et d'autres.
  • Coloration d'avertissement vise à éviter la rencontre erronée d'animaux dangereux en général, ou la rencontre d'organismes désagréables par des prédateurs. Les animaux portent cette coloration pour annoncer qu'ils sont dangereux ou désagréables. Monstre de Gila (Heloderma), le seul lézard vénéneux connu, a des bandes noires vives, jaune brun et orange. La plupart des serpents venimeux possèdent une coloration d'avertissement. Les abeilles et les guêpes avertissent les autres de leurs piqûres.
  • Mimétisme est défini comme l'imitation d'un organisme par un autre à des fins de dissimulation, de protection ou d'autres avantages. L'espèce qui imite est appelée imiter et celui qui est copié modèle. Selon les objectifs du mimétisme, il peut être protecteur ou agressif.
    • Mimétisme protecteur est une simulation de protection par une espèce inoffensive dans la forme, l'apparence, la couleur et le comportement d'une autre espèce qui est désagréable ou dangereuse. Par exemple, certaines mouches inoffensives avec une paire d'ailes peuvent imiter quatre abeilles ou guêpes ailées qui sont des insectes dangereux bien connus, bénéficiant ainsi d'une protection. C'est Mimétisme batesian. Si deux espèces ont la même coloration d'avertissement et annoncent mutuellement leur dangerosité ou leur appétence pour inciter les prédateurs à éviter les deux, alors on l'appelle Mimétisme mullérien.
    • Mimétisme agressif est utilisé par les prédateurs. Ici, un prédateur imite l'organisme favorisé par ses proies afin de piéger ces dernières. Par exemple, le lézard africain ressemble à une fleur, ou une araignée peut ressembler à la fleur d'une orchidée, etc.

Adaptation volante

L'adaptation volante fait référence aux adaptations de ceux qui ont un mode de vie volant. Sont incluses les modifications qui aident les organismes à maintenir et à propulser leur corps dans l'air. Cela peut être pour le vol plané passif ou pour le vrai vol actif.

Vol à voile passif

Ces types de mouvements n'impliquent aucune propulsion autre que la force initiale de saut et la force gravitationnelle. Il se caractérise par des sauts ou des sauts depuis un point haut et est maintenu par certains organes de soutien pour glisser vers les niveaux inférieurs.

  • La peau de chaque côté du corps se dilate et s'étire entre les membres antérieurs et postérieurs pour former ce qu'on appelle patagium. La patagie soutient les organes de nombreux animaux, y compris l'écureuil volant (Sciuropterus) et lémurien volant (Galeopithecus volans). Dans le lézard volant (Draco), les patagies sont soutenues par 5/6 côtes allongées.
  • La grenouille volante (Rhacophorus) possède de très grands pieds palmés à des fins de maintien. Ses chiffres se terminent par un tampon adhésif pour assurer l'adhérence sur la surface d'atterrissage.
  • Chez les poissons volants (Exocoetus), les nageoires pectorales sont agrandies pour former des surfaces de glissement et le lobe ventral de la nageoire caudale est allongé pour faire des tirets sur la surface de l'eau afin de pousser l'animal pour le vol plané. Le poisson effectue ce vol sur 200 à 300 mètres pour échapper aux gros poissons. D'autres genres de poissons volants sont Dactylpterus, Pantodon, et Pégase.

Véritable vol actif

Le véritable vol actif est un vol aérien avec maintien et propulsion; on le trouve parmi les formes vivantes des insectes, des oiseaux et des chauves-souris. Étant des groupes très différents, il est considéré que leur vol s'est développé indépendamment. Néanmoins, ils présentent de nombreuses caractéristiques communes:

  • Bien que les organes de vol dans tous les groupes soient des ailes, leur structure varie considérablement.
    • Ailes d'insectes sont constitués de cuticules renforcées par un épaississement appelé veines. Typiquement, il y a deux paires d'ailes développées sur les côtés dorso-latéraux des segments méso- et métathoraciques. À Diptera, seules les ailes méso-thoraciques se développent.
    • Ailes de chauve-souris sont des membres antérieurs modifiés. L'humérus est bien développé et le radius est long et incurvé, tandis que l'ulna est vestigial. Le pollex (pouce) est libre et griffé pour ramper et grimper. La patagia est soutenue par des deuxième, troisième, quatrième et cinquième chiffres allongés.
    • Ailes d'oiseaux sont également la modification des membres antérieurs, mais avec des chiffres réduits. Ils représentent les ailes les plus spécialisées parmi les ailes modernes. Les plumes de vol sont portées sur le bras et la main, formant des ailes bien étendues.
  • Le sternum (sternum) est bien développé pour la fixation des muscles de vol. Chez l'oiseau, il est caréné.
  • Des muscles de vol particulièrement forts sont présents.
  • Le corps est allégé en particulier chez les oiseaux en raison de:
    • présence d'os pneumatiques
    • réduction des organes internes, par exemple, ovaire et oviducte du côté droit, vessie urinaire
    • présence de sacs aériens dans le corps
    • présence de plumes légères couvrant le corps
  • Surtout chez les oiseaux, le lobe optique du cerveau est très développé, en corrélation avec les yeux qui sont également grands pour assurer un bon sens de la vision. Pour surmonter un changement soudain de pression atmosphérique, les yeux portent des plaques sclérotiques caractéristiques ainsi que des structures vasculaires et pigmentées en forme de peigne appelées pectine. Ils régulent la pression du fluide dans les yeux.
  • La conversion des membres antérieurs en ailes chez les oiseaux est compensée par la présence de becs cornés édentés et de longs cous flexibles.

Les théories de l'adaptation

Jean-Baptiste Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck a été parmi les premiers à proposer une théorie de l'adaptation, offrant un processus par lequel de telles adaptations auraient pu se produire. Sa théorie était appelée l'héritage des personnages acquis. Mais il n'a pas réussi à expliquer l'origine et l'hérédité des personnages en tant que phénomène de population. L'épigénétique (Pray 2004) et l'évolution Baldwinienne (Nortman 2003) offrent des processus analogues dans la théorie évolutive moderne.

Ensuite, Charles Darwin a proposé une explication plus concrète de l'adaptation qui correspondait aux observations. Sa théorie de la sélection naturelle offrait un mécanisme par lequel des caractères adaptés à des environnements particuliers pourraient progressivement prédominer dans la population polymorphe. La théorie darwinienne est si populaire que le terme adaptation est parfois utilisé comme synonyme de sélection naturelle, ou dans le cadre de la définition ("L'adaptation est le processus par lequel les animaux ou les plantes, grâce à la sélection naturelle, viennent mieux s'adapter à leur environnement.") Cependant, la plupart des biologistes découragent cet usage, qui donne également lieu à un raisonnement circulaire. Néanmoins, la théorie de Darwin ne donne pas de raisons pour le polymorphisme sous-jacent sur lequel fonctionne la sélection naturelle, et les preuves que la sélection naturelle est la force dirigeante des changements au niveau macroévolutionnaire, tels que les nouveaux modèles, se limitent à l'extrapolation à partir des changements au niveau microévolutionnaire ( au niveau des espèces).

Le mélanisme industriel est souvent présenté comme le meilleur exemple illustratif de l'évolution de la modification adaptative. Dans ce cas, deux formes de papillons poivrés (Biston betularia) existent, des formes mélaniques et non mélaniques. Des études de terrain en Angleterre sur une période de 50 ans suggèrent que les formes mélaniques ont augmenté en proportion dans les zones polluées en raison du phénomène de mélanisme industriel. Ce changement vers des formes mélaniques plus sombres est attribué à une prédation accrue par les oiseaux des papillons de couleur claire, car les formes plus claires pourraient être plus facilement visibles sur les troncs d'arbres qui ont été de plus en plus obscurcis par la pollution. Cependant, Wells (Wells 2000) a souligné qu'il y avait des lacunes dans les études, y compris le fait que les papillons poivrés ne se posaient pas normalement sur les troncs d'arbres, et qu'il y avait même des corrélations inverses avec la pollution dans de nombreuses situations.

Les références

  • Alscher, R. G. et J. R. Cumming 1991. «Réponses au stress chez les plantes: mécanismes d'adaptation et d'acclimatation», La revue trimestrielle de biologie 66(3) : 343-344.
  • Ford, M. J. 1983. «Le changement climatique: les réponses de la faune et de la flore naturelles», Le Journal de l'écologie 71(3): 1027-1028.
  • Nortman, D. L'évolution de la plasticité phénotypique par l'effet Baldwin. Noesis VI: article 4, 2003. Récupéré le 20 mai 2007.
  • Pray, L. A. 2004. Épigénétique: Génome, rencontrez votre environnement. Le scientifique 18 (13): 14. Consulté le 20 mai 2007.
  • Aide scientifique 2006. Adaptation. Récupéré le 7 mai 2007.
  • Settel, J. 1999. Exploser les fourmis: faits étonnants sur la façon dont les animaux s'adaptent, New York: Atheneum Books for Young Readers, ISBN 0689817398
  • Wells, J. 2000. Icônes de l'évolution: pourquoi une grande partie de ce que nous enseignons sur l'évolution est erronée, Washington, DC: Regnery Publishing, ISBN 0895262762

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