Адаптация— это процесс приспособления строения и функций организмов (особей, популяций, видов) к меняющимся условиям среды. С течением времени любые условия существования изменяются в разной степени. Выделяют три основные типа изменений среды обитания:
• циклические изменения, периодически повторяющиеся, как при смене времен года, при приливах и отливах, при поочередном наступлении темного и светлого времени суток;
• направленные изменения, при которых изменения остаются стабильно однонаправленными в течение времени иногда превышающего по продолжительности жизненный цикл организмов; примером может служить прогрессирующая эрозия берегов, накопление донных осадков;
• хаотические изменения, с отсутствием определенного {направления, аритмические изменения; например, непредсказуемо возникающие циклоны, шквалы, ураганы, пожары, наводнения.
В любом случае, организмы отвечают изменением своих реакций в ответ на изменение условий или реагируют на какой-то сигнальный фактор, предвосхищающий изменение условий.
Во всем разнообразии приспособлений живых организмов к неблагоприятным условиям можно выделить следующие основные способы.
Активный путь— это усиление сопротивляемости, активизация регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все физиологические функции, несмотря на отклонение каких-то факторов от оптимальных величин. Например, по отношению к температуре этот путь более развит у гомойотермных (теплокровных) животных по сравнению с пойкилотермными (холоднокровными).
Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности, снижению уровня обмена веществ, более экономному расходованию энергии. Компенсаторно повышается устойчивость клеток и тканей организма. Пассивный путь адаптации свойственен всем растениям и холоднокровным животным. Среди млекопитающих и птиц пассивные приспособления в неблагоприятные периоды года используют виды, впадающие в оцепенение, спячку, зимний сон. Это выражается в некотором понижении температуры тела, снижении уровня обмена веществ, замедлении темпов роста и развития, что позволяет более экономно тратить ресурсы. Пассивное подчинение водному режиму среды свойственно растениям и животным, способным выносить высыхание: напочвенным водорослям, лишайникам, нематодам и т.д
Избегание неблагоприятных воздействий — это общий путь для всех групп организмов, заключающийся в выработке таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года. Для животных основным способом избегания неблагоприятных факторов являются формы поведения. У растений экологическим аналогом поведения животных является изменение процессов роста; например, карликовость тундровых растений помогает использовать тепло приземного слоя. Избегание, уход от действия неблагоприятных факторов свойственен организмам при активном и при пассивном пути адаптации к среде. Чаще всего приспособление к изменениям среды осуществляется сочетанием всех возможных путей адаптации.
Степень приспособляемости живых организмов с меняющимися условиями среды характеризуется величиной экологической валентности. Экологическая валентность определяет способность вида осваивать разные среды обитания. Количественно экологическая валентность выражается диапазоном изменений среды, в которых вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Экологическая валентность может рассматриваться как в отношении реакции вида на отдельные факторы среды, так и в отношении комплекса факторов. Виды с широкой экологической валентностью (эвритопные) способны заселять разные среды обитания и переносить значительные отклонения факторов от оптимальных величин. Такие виды легче расселяются на территории, выживают и размножаются в различных условиях, чаще всего имеют более широкую область распространения.
Виды с низкой экологической валентностью (стенотопные) способны выносить лишь небольшие отклонения экологических факторов от оптимальных величин. Соответственно они труднее осваивают среду и имеют обычно меньшее распространение.