Sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống

1. Thích nghi của sinh vật với ánh sáng

- Ánh sáng là nhân tố cơ bản, chi phối trực tiếp hoặc gián tiếp đến hầu hết các nhân tố khác. Cường độ và thành phần của phổ ánh sáng giảm dần từ xích đạo đến các cực, từ mặt nước đến đáy sâu. Ánh sáng còn biến đổi tuần hoàn theo ngày đêm và theo mùa.

Thực vật thích nghi với điều kiện chiếu sáng khác nhau của môi trường, thể hiện qua các đặc điểm về hình thái, cấu tạo giải phẫu và hoạt động sinh lý.

Người ta chia thực vật thành các nhớm cây: Nhóm cây ưa sáng và nhóm cây ưa bóng.

+ Giữa 2 nhóm cây ưa sáng và ưa bóng là nhóm cây chịu bóng, gồm những loài phát triển được cả nơi giàu ánh sáng và nơi ít ánh sáng, tạo nên những tấm thảm xanh ở đáy rừng.

Động vật có cơ quan thu nhận ánh sáng chuyên hóa. Ánh sáng giúp cho động vật có khả năng định hướng trong không gian và nhận biết các vật xung quanh. Một số loài chim di cư xác định đường bay bằng ánh sáng mặt trời, các vì sao.

Tuỳ mức độ hoạt động khác nhau người ta chia động vật thành các nhóm:

+ Những loài ưa hoạt động ban ngày (ong, thằn lằn, nhiều loài chim, thú…) với thị giác phát triển và thân có màu sắc nhiều khi rất sặc sỡ giúp nhận biết đồng loại, ngụy trang hay để dọa nạt… Ong sử dụng vị trí của mặt trời để đánh dấu và định hướng nguồn thức ăn, chim sử dụng mặt trời để định hướng khi di cư.

+ Những loài ưa hoạt động ban đêm hoặc sống trong hang: bướm đêm, cú, cá hang… thân màu sẫm. Mắt có thể rất tinh (cú, chim lợn) hoặc nhỏ lại (lươn) hoặc tiêu giảm, thay vào đó là sự phát triển của xúc giác và cơ quan phát sáng (cá biển ở sâu). Nhiều loài lại ưa hoạt động vào chiều tối (muỗi, dơi) hay sáng sớm (nhiều loài chim).

- Một số sâu bọ ngừng sinh sản khi thời gian chiếu sáng trong ngày không thích hợp (hiện tượng đình dục). Thời gian chiếu sáng cực đại trong ngày còn làm thay đổi mùa đẻ trứng của cá hồi. Khi chuyển thời gian chiếu sáng cực đại/ ngày, cá thay đổi mùa đẻ trứng từ đông sang thu.

2. Thích nghi của sinh vật với nhiệt độ

Nhiệt độ tác động mạnh đến hình thái, cấu trúc cơ thể, tuổi thọ, các hoạt động sinh lí- sinh thái và tập tính của sinh vật. Sống ở nơi giá rét, thực vật có vỏ dày cách nhiệt, sinh trưởng chậm, sinh sản tập trung vào thời gian ấm trong năm; động vật có lớp mỡ dưới da và lớp lông dày, di trú và ngủ đông.

Sinh vật được chia thành 2 nhóm: nhóm biến nhiệt và nhóm đồng nhiệt (hằng nhiệt).

+ Ở sinh vật biến nhiệt, thân nhiệt biến đổi theo nhiệt độ môi trường (các loài vi sinh vật, thực vật, động vật không xương sống, cá, lưỡng cư, bò sát (trừ cá sấu)). Sinh vật biến nhiệt điều chỉnh thân nhiệt thông qua sự trao đổi nhiệt trực tiếp với môi trường.

+ Ở những loài đồng nhiệt có thân nhiệt ổn định, độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường (cá sấu, chim, thú). Do vậy, nhóm này có khả năng phân bố rộng.

Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman)

• Động vật hằng nhiệt sống ở vùng có khí hậu lạnh thì có kích thước cơ thể lớn hơn so với những động vật cùng loài sống ở vùng nhiệt đới ấm áp (tỉ số giữa diện tích bề mặt cơ thể với thể tích cơ thể (S/V) giảm, để hạn chế sự toả nhiệt của cơ thể). Đồng thời, chúng có lớp mỡ dày nên khả năng chống rét tốt.
• Ví dụ: voi, gấu sống ở vùng lạnh kích thước to hơn voi, gấu ở vùng nhiệt đới.

Quy tắc về các bộ phận tai, đuôi, chi... của cơ thể (quy tắc Anlen)

• Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi, chi ... bé hơn tai, đuôi, chi... của loài động vật tương tự sống ở vùng nóng.
• Ví dụ: tai và đuôi thỏ ở vùng ôn đới luôn nhỏ hơn tai và đuôi thỏ nhiệt đới.

3. Nhịp điệu sinh học.

- Nhiều yếu tố tự nhiên nhất là những yếu tố khí hậu biến đổi có chu kì theo các quy luật thiên văn: vận động của Trái Đất quanh trục của mình hay trên quỹ đạo quay quanh Mặt Trời, sự vận động của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với sự dao động của thủy triều. Tính chu kì đó đã quyết định đến mọi quá trình sinh lí – sinh thái diễn ra ngay trong cơ thể của mỗi loài, tạo cho sinh vật hoạt động theo những nhịp điệu chuẩn xác như chiếc đồng hồ sinh học.

- Ví dụ: Lá cây đậu rủ xuống và đêm, hướng lên vào ban ngày; ban ngày chuột ngủ trong hang, ban đêm ra ngoài hoạt động… tất cả những thích nghi trên liên quan chặt chẽ với độ dài thời gian chiếu sáng, nhiệt độ và độ ẩm biến đổi theo chu kì ngày đêm.

II. SỰ TÁC ĐỘNG TRỞ LẠI CỦA SINH VẬT LÊN MÔI TRƯỜNG

Sinh vật không chỉ bị chi phối bởi các nhân tố sinh thái mà còn tác động trở lại, làm giảm nhẹ tác động của các nhân tố đó và dẫn đến sự biến đổi của môi trường theo hướng có lợi cho đời sống của mình.

Ở các tổ chức càng thấp (quần thể, quần xã), khả năng cải tạo môi trường của sinh vật càng mạnh. Mọc trên nền đất, cây làm thay đổi cấu trúc và thành phần hóa học của đất, làm tăng độ ẩm, làm giảm nhiệt độ dưới tán cây. Giun, chân khớp sống trong đất làm cho đất tơi xốp và màu mỡ bằng các sản phẩm trao đổi chất của chúng. San hô với cơ thể rất nhỏ, chỉ tính bằng mm, song với cách sống tập đoàn, tạo nên những đảo, quần đảo khổng lồ trong lòng đại dương, làm cho bề mặt hành tinh biến đổi lớn lao.