Идиоадаптации. 
Биология

Идиоадаптации — это эволюционные преобразования организмов, заключающиеся в их совершенствовании путем частных изменений в строении и функции органов и приводящие к приспособлению к конкретным условиям существования.

Процесс приобретения идиоадаптации носит название аллогенеза.

Идиоадаптации приводят к образованию мелких систематических групп — видов, родов, семейств.

Примеры, варианты пятипалой конечности у позвоночных: хватательная, плавательная, роющая, летательная, лазающая (рис. 12.29); варианты специализации ног у птиц (рис. 12.30); варианты пищевой специализации формы клюва у птиц (рис. 12.31).

Крайняя степень идиоадаптации, называемая специализацией, сопровождается уменьшением эволюционных возможностей группы организмов; резкое изменение внешних условий может привести к ее вымиранию.

Специализация может быть:

• • к роду пищи (колибри и некоторые мелкие летучие мыши питаются только нектаром цветков определенных тропических растений, муравьеды — только муравьями и термитами, сумчатый медведь коала — только листьями эвкалиптов);
• • к месту обитания и образу жизни (ленивцы обитают только на ветвях деревьев, жгутиковые простейшие — только в кишечнике термитов, кроты — только в почве).

Рис. 12.29. Варианты пятипалой конечности у позвоночных

Соотношение между идиоадаптациями и ароморфозами: взаимосвязь между данными эволюционными категориями заключается в том, что ароморфозы возникают на базе определенных предсуществующих идиоадаптаций. Последние в этом случае называются преадаптациями.

Рис. 1230. Варианты специализации ног у птиц:

1 — обхватывающая лапа американской славки; 2 — схватывающая лапа филина; 3 — лазающая лапа дятла; 4, 4а — ходильная и разгребающая лапы куропатки; 5 — приспособленная к ходьбе по болоту лапа цапли; 6 — приспособленная к плаванию лапа шилохвостки.

Рис. 1231. Варианты пищевой специализации формы клюва у птиц:

• 1 — зеленоклювый тукан; 2 — колпица; 3 — болыиеклювый попугай; 4 — тупик; 5 — фламинго; 6 — водорез; 7 — большой пестрый дятел; 8 — большой кроншнеп;
• 9 — утка; 10 — шилоклювка; 11 — ибис

Рассмотрим это соотношение на примере возникновения пятипалых конечностей и легких у предков первых наземных позвоночных.

Прсдковой формой наземных позвоночных считаются кистеперыс рыбы — крупные хищники, достигавшие 1,2—2,7 м в длину. В девонском периоде палеозойской эры они населяли мелкие, хорошо прогреваемые густо заросшие водоемы. Водная растительность затрудняла передвижение крупных рыб, а гниение растительных остатков создавало дефицит кислорода в воде. Выжить в таких условиях кистеперым помогли особенности строения парных плавников. В отличие от плавников костистых рыб, в их состав входили многочисленные отдельные косточки с прикрепляющимися к ним мышцами (рис. 12.32, а). Подвижно соединенные с поясом конечностей мускулистые плавники могли использоваться как опора при перемещении по дну водоемов и переползании из одного водоема в другой. Адаптацией к дефициту кислорода в воде послужило возникновение органов воздушного дыхания — легких — в виде парных выростов глотки. Эти особенности строения служили приспособлениями к среде обитания, т. е. были идиоадаптациями. Эти же особенности строения послужили основой для передвижения по суше и дыханию атмосферным воздухом, т. е. явились предсуществующими адаптациями к наземному образу жизни — преадаптациями. В процессе приспособления к новым условиям кости плавников удлинились, мышцы обособились в отдельные пучки — возникла система рычагов конечности наземных позвоночных (рис. 12.32, б).

Предполагают, что постепенное преобразование парных плавников в конечности, оканчивающиеся стопой, было связано с необ;

Рис. 1232. Превращение подвижных плавников кистенсрых рыб (нреадантация) в пятипалые конечности наземных позвоночных (ароморфоз). На рисунке представлена передняя конечность девонской кистеперой рыбы (а) и пермской панцирной амфибии (6):

1 — гомолог плечевой кости; 2 — гомолог лучевой кости; 3 — гомолог локтевой кости; 4 — лопатка ходимостью эффективно передвигаться по дну мелких густо заросших водоемов, а также приподнимать голову над водой для дыхания. Об этом с высокой долей вероятности свидетельствует комплекс анатомических особенностей ископаемых переходных форм между рыбами и амфибиями — тиктаалика, акантостеги, эустсноптерона, ихтиостеги и др. Так, парные конечности заканчивались достаточно оформленной стопой с восемью (затем шестью и пятью) пальцами, череп был подвижно сочленен с позвоночником. Ослабление связи черепа с поясом конечностей и ослабление связей между позвонками позволяло животному сгибать голову вниз — важнейший элемент биомеханики охоты за подвижной добычей на суше. Также отмечалось срастание костей нижней челюсти, что, как известно, облегчает использование ротовой полости в качестве насоса для нагнетания воздуха в легкие (воздух засасывался через специальные достаточно большие дыхательные отверстия на конце плоской и широкой морды).

Примечание. Среди современных рыб имеются формы (в частности, один из видов угрехвостых сомов, обитающих в прибрежных водах Восточной Африки, Юго-Восточной Азии, Японии и Австралии), способные охотиться за насекомыми на суше (рис. 12.33, а). Набрав большую скорость, рыба выбрасывается на влажный берег и благодаря гибкому позвоночнику передвигается по земле с помощью змееобразных движений. Отличительной чертой этого сома является подвижное сочленение головы и позвоночника. Как только рыба находит добычу, она опускает голову и прижимает насекомое к земле, пытаясь захватить его ртом. После возврата в воду сом проглатывает жертву привычными для него движениями. Другим примером рыб, частично использующих сушу в качестве среды обитания, являются илистые прыгуны, относящиеся к отряду бычковых.

Рис. 1233. «Сухопутные» рыбы:

а — илистый прыгун; б — угрехвостый сом.

(рис. 12.33, б). Они встречаются по тропическому побережью от Западной Африки до Восточной Азии, а также в северо-восточной Австралии. Большую часть времени илистые прыгуны проводят на мелководье, в топких лужах среди ила. Охотясь за насекомыми, эти рыбы способны совершать прыжки высотой до 2 м (при размере тела 10—15 см). Примечательно, что во время прилива они удерживаются и передвигаются по ветвям прибрежных растений с помощью плавников и присосок.

В процессе геологической эволюции в среде обитания кистеперых рыб произошли существенные климатические изменения, приведшие, в частности, к заметному уменьшению площади водоемов. Это привело к изменению образа жизни данной группы рыб: они были вынуждены «приступить к освоению» прилегающих к водоемам участков суши.

Постепенный переход к наземному образу жизни стал возможен благодаря приобретению таких важных ароморфозов, как пятипалые конечности и легкие. Данные ароморфозы (как и любые другие) могли возникнуть только на основе уже имеющихся гомологичных структур (преадаптаций) — оформленных парных конечностей с развитой стопой и дополнительных органов для воздушного дыхания — парного выроста глотки.