Возможные аксиомы в факторной экологии

        Наиболее простые вещи, доступные для понимания самого маленького ребенка – это возможность показать соответствия между условиями жизни и формой живых существ. Чуть сложнее показать соответствие между условиями обитания и поведением обитателей, а далее выяснить, какой набор «инструментов» они имеют для того, чтобы отвечать на воздействия среды.

Первый набор аксиом оказывается связанным с адаптациями особи и создает основу для будущего знакомства с этим разделом экологии, а попутно дает возможность ребенку примерить на себе большинство обнаруженных простых правил. Все организмы подвергаются общим воздействиям климата данной местности, поэтому они имеют приспособления к выживанию в нем. Здесь имеется целый набор простых ответов организма, выстроенных в определенной последовательности. Не останавливая внимания на этом порядке и его причинах, мы можем всегда отметить для теплокровного организма такие обязательные связи. Вот набор простых экологических правил, по которым живут особи. Им и нужно обучать ребенка на ранних этапах его жизни. Нужно указать, что предлагаемый перечень адаптаций не претендует на полноту. Каждый преподаватель сам определит, какие варианты важнее для его учеников. Он что-то опустит, и что-то добавит в своих уроках экологии.

          Общие воздействия среды
  Приспособления, связанные с понижением температуры среды:
– съеживание (уменьшение поверхности тела),
– подъем волос «дыбом» («гусиная» кожа у человека),
– перераспределение крови (покраснение или посинение кожи),
– нерегулируемое сокращение мышц (дрожание),
– отрастание длинных волос (шуба),
– постройка теплого убежища (в снегу, почве).

  Приспособления, связанные с повышением температуры среды:
– увеличение поверхности тела (разбрасывание в стороны конечностей),
– потоотделение,
– учащение дыхания,
– уменьшение поверхности обогрева (лист поворачивается ребром к солнцу),
– создание термоизоляционных поверхностей (шерсть, мозоль).

Приспособления, связанные с возрастаниемсухости воздуха:
– умение запасать воду (ряд способов: вода в тканях тела, разжижение крови, запас жира),
– сокращение расхода воды (различные варианты: сухие ткани тела, водонепроницаемая оболочка, открытие потовых желез с определенной температуры, «шлюзовая камера» перед устьицем),
– создание запасов жира (горб верблюда, курдюк овцы).

Возможные приспособления, облегчающие передвижение по снегу и внутри него:
– увеличение поверхности опоры (лыжи (заяц), снегоступы (тетерев), санки (белка)),
– удлинение конечностей (ходули - лось),
– изменение формы тела (клин - кабан).

Приспособления, связанные с маскировкой и защитой от врагов:
Для маскировки зимой: зимняя, совершенно белая окраска (заяц, горностай);
общее осветление покровов на зиму (белка).
Общая защитная окраска:
маскировочная под цвет окружающей среды;
расчленяющая (контрастные полосы и пятна), скрывающая контуры тела;
предупреждающая (о яде – божья коровка, об ужаливании – оса);
мимикрирующая (под опасное животное).
Защитная форма тела:
маскирующая под неживой предмет (камушек, сучок и пр.);
маскирующая под опасное животное (мимикрия).
Пассивная защита: замри и не шевелись; активная: убегай или отбивайся.

Приспособления к конкретной среде обитания.

        Живут организмы в определенных местах, и каждый из них обязательно приспособлен к своей среде обитания. Из-за того, что всем здесь живущим, приходится приспосабливаться к одним и тем же воздействиям извне, организмы из одной среды становятся похожими между собой. Зная это экологическое правило можно уже по внешности предположить, вместе обитают эти существа или нет, а также в какой среде живет данный организм. На планете имеются 4 среды обитания: водная, подземная, воздушная и внутриорганизменная. Любой организм может служить средой обитания многим паразитическим и мутуалистическим организмам, но эта среда обитания вряд ли годится для подробного изучения в детском саду и начальной школе. Разве что в беседах с ребенком можно объяснять ему причины заболеваний и некоторые особенности и адаптации при жизни внутри организма. Что касается остальных сред обитания, то совершенно необходимо дать представления о тех простых правилах, которые выполняются при жизни в конкретной среде. Начнем с колыбели жизни на планете – водной среды.

        У жителя водной среды должны быть определенные приспособления, многие из них можно обнаружить уже в его внешности. Для плаванья нужны соответствующая форма тела, покрытие его, облегчающее движение в воде. Аппарат передвижения включает особые конечности, специальные выросты или иной вариант двигателя.

Приспособления к водной среде
Форма тела должна быть всегда обтекаемой при самых разных ее вариантах:
-          сплюснутой с боков (карась),
-          сплюснутой в спино-брюшном направлении (пиявка),
-          круглой в поперечном сечении (угорь),
-          каплевидной (жук-плавунец),
-          торпедообразной (кальмар).
Тело должно минимизировать трение о воду. Это достигается особенностями его покровов:
-          покров слизи (рыба);
-          очень гладкая («полированная») твердая поверхность (морская черепаха),
-          мягкий слой на поверхности твердого корпуса (кит).
Конечности:
-          имеют плавательную перепонку (лягушка),
-          преобразованы в плавники (дельфин),
-          преобразованы в ласты (тюлень).
Специальные выросты и приспособления к движению в воде могут включать:
-          плавательную перепонку вокруг тела или специальную типа «зонтик» (каракатица, медуза),
-          водоструйный («реактивный») двигатель (кальмар, личинка стрекозы),
-          хвост с плавником (рыба).
В воде тоже приходится дышать, и такое дыхание организовано по определенным правилам. Органы дыхания различны:
-          жабры (рыба),
-          дыхательная трубка (ранатра),
-          воздухозаборники (водяные жуки, клопы),
-          запасание воздуха под водой в виде пузыря (паук серебрянка),
-          формирование пузыря, заменяющего легкое (жуки-плавунцы).

         Основное правило окраски для водных животных диктует соотношение яркости света в воде. Когда смотришь сверху, то видишь темное дно, а при взгляде из воды – светлое небо. Отсюда характерная приспособительная окраска всех живущих в воде. Верхняя часть тела у них темная, маскирует их на фоне темного дна, а нижняя – светлая, маскирует на фоне светлого неба. Из-за этой особенности окраски: большинство водных жителей резко двуцветные: темный верх и светлая нижняя (брюшная) сторона.
 
         Организмы, обитающие в почве, живут по своим правилам и тоже имеют специальные приспособления, которые касаются формы тела, его покровов, конечностей и других его особенностей.

         Приспособления к почве
Покровы тела подземного жителя должны позволять ему беспрепятственно продвигаться в плотной почве как вперед, так и назад (не всегда можно развернуться в узком ходу). Вот некоторые правила для покровов:
-          слизистые выделения, позволяющие скользить в почве (червь),
-          если имеется шерсть, то она обычно короткая (крот),
-          шерсть заглаживается вперед и назад (крот),
-          шерсть устойчива к стиранию (крот).

         Форма тела и конечностей тоже должна быть специфической. Длинные конечности не дадут возможности двигаться в узкой норе, кроме того конечности нужны для копания земли. Тело не должно цепляться за своды норы или должно легко изгибаться под прямым или даже острым углом. Отсюда следующие правила:
-          короткие конечности,
-          копательные конечности (крот) или копательные зубы (слепушонка),
-          тело тонкое и длинное (геофил),
-          обтекаемое тело без выступающих частей (крот).

         Специфичность органов чувств землероя – тоже его приспособления к особенностям среды обитания. Они могут быть устроены по таким правилам:
-          уменьшены или отсутствуют ушные раковины (крот),
-          уменьшены или отсутствуют глаза (крот),
-          повышена тактильная чувствительность (вибриссы по всему телу).

         Почва плотна и тяжела, а, кроме того, в ней может быть недостаточно воздуха. Эти ее особенности также приводят к физиологическим и анатомическим адаптациям:
-          устойчивость к недостатку кислорода (асфиксии) система лакун (полостей в которых хранится кровь, насыщенная кислородом);
-          мощные мышцы и кости, противостоящие сдавливанию (крот).

         Жители воздушной среды обитания многообразны по своим приспособлениям, потому что специализированы к слишком различающимся местообитаниям. Так, бегающие по твердой почве, совсем не похожи на лазающих, а те и другие очень отличаются от летающих. Поэтому здесь все организмы удобно разделить на подгруппы, обладающие сходными адаптациями к одному и тому же местообитанию.

Приспособления к воздушной среде

          Наиболее специфичны среди обитателей воздушной среды, конечно летающие формы. Уже особенности внешности организма позволяют заметить его приспособления к полету. Прежде всего, об этом говорит форма его тела.

Форма тела:
-          обтекаемость тела (птица),
-          наличие плоскостей для опоры на воздух (крылья, парашют),
-          облегченная конструкция (полые кости),
-          наличие крыльев и иных приспособлений для полета (летательные перепонки, например),
-          облегчение конечностей (укорочение, уменьшение массы мышц).
 
          У бегающих животных тоже появляются отличительные особенности, по которым легко узнать хорошего бегуна, а если он передвигается прыжками, то прыгуна:
-          мощные, но легкие конечности (лошадь),
-          уменьшение пальцев на ногах (лошадь, антилопа),
-          очень мощные задние конечности и укороченные передние (заяц, кенгуру),
-          защитные роговые копыта на пальцах (копытные, мозоленогие).

          Лазающие организмы имеют самые различные приспособления. Они могут быть общими для растений и животных, а могут и различаться. Для лазанья может быть использована и своеобразная форма тела:
-          тонкое длинное тело, петли которого могут служить опорой при лазании (змея, лиана),
-          длинные гибкие хватательные или цепляющиеся конечности, а возможно, и такой же хвост (обезьяны);
-          выросты тела – усики, крючки, корешки (горох, ежевика, плющ);
-          острые коготки на конечностях или длинные когти, загнутые крючком или сильные хватательные пальцы (белка, ленивец, обезьяна);
-          мощные мышцы конечностей, позволяющие подтягивать тело и перебрасывать его с ветки на ветку (орангутан, гиббон).

Некоторые организмы приобрели своеобразную универсальность приспособлений сразу к двум. У лазающих форм возможно и сочетание признаков лазанья и полета. Многие из них могут, забравшись на высокое дерево, совершать длинные прыжки-полеты. Это сходные приспособления у жителей одной среды обитания. Часто встречаются животные, способные к быстрому бегу и полету, одновременно несущие оба набора этих адаптаций. Из насекомых это жуки-скакуны (сем. Жужелицы), из птиц: дрофа, стрепет, коростель.

Встречаются сочетания приспособительных признаков у организма к жизни в различных средах. Такие параллельные наборы адаптаций несут все земноводные животные. Приспособления к полету имеют и некоторые плавающие чисто водные организмы. Вспомним летучих рыб или даже кальмаров.

Итак, детям с самого раннего возраста можно показывать различные организмы и рассказывать о специальных приспособлениях, которые они используют в своей жизни. Эта и будет первая система простых аксиом, касающихся приспособительной конструкции живого, зависящей от воздействующих факторов среды. Простые правила факторной экологии (аутэкология, или экология особи) показывают основные приспособления живых организмов к условиям обитания, позволяют им выживать при изменениях внешних воздействий, размножаться, взаимодействовать друг с другом, то есть очень разнообразно жить на нашей планете. Каждый организм выполняет свои функции, и они очень важны для существования планетарной жизни, поэтому вполне можно назвать совокупность деятельности любого организма его работой. В природе нужны все виды работ, поэтому важен каждый работник.

Правила на то и есть, чтобы им все могли пользоваться, поэтому и люди тоже используют их в своей жизни. Если же их конструкция не позволяет воспользоваться нужным правилом, то человек строит отвечающий ему аппарат или придумывает соответствующую одежду. Вспомните аквалангиста. У него обтекаемое тело, гладкий резиновый покров, ласты для движения, маска, чтобы видеть в воде и запас воздуха для дыхания. И все это оснащение соответствует правилам подводного жителя. Отсюда важность знания этих приспособлений для любого человека. С их помощью не только опознаешь принадлежность организма к той или иной группе, но определяешь и где его местожительство, и чем он питается. Окружающая жизнь становится более понятной, а, кроме того, почти все эти правила можно в той или иной ситуации использовать и в своей жизни.

Лев Ердаков
Из монографии "Непрерывное экологическое образование (Экология для зеленых)"

Рубрики статей: Образование для устойчивого развития

География: Российская федерация