Система ландшафтных адаптаций материковых позвоночных: степные

Предложена классификация экологических форм позвоночных животных. Разработан экологический паспорт животного. 

Условия обитания. Под степью понимают безлесную равнину. По этому признаку степь - это и кусто-дерновая степь, и полынная полупустыня, и каменистая и песчаная пустыни. Однако, собственно, степью считают кусто-дерновую степь. 

Степь как ландшафт это еще и континетальный климат с сухим летом и холодной  зимой. С периодическими засухами и вымерзанием почти всего живого в лютые зимы. С длинной зимой, когда поверхность земли бывает накрытой ковром плотного на ветру, а нередко и обледенелого снега. А главное - там постоянно дуют ветры.

Степь возникла на ложе обсохшего моря, и поэтому современные ее почвы изобилуют солонцами, занимающими 10-50% и более ее площади. Однородные участки почвы образуют мозаику из пятен плодородной почвы. А это приводит к мозаичному размещению растительности и связанного с ними животного мира.

Однообразие открытого рельефа местности и сухость степи позволили жить небольшому набору видов растений, основу которых составляют грубые кустодерновые злаки, полыни, солянки.

В таких условиях выживает небольшой набор видов растений. Урожай фитомассы невелик: даже в самой богатой кусто-дерновой степи он достигает лишь 6 т/га. А до новины сохраняется ее лишь около 0,3 т/га.

Как и растения, позвоночные страдают от засухи и зимних морозов. Но последние оказались в большой зависимости еще и от постоянных ветров, плотного снежного покрова и открытости перед хищниками.

Ветер затрудняет передвижение животных, тем принуждая их тратить огромное количество энергии, которую не всегда возможно восстановить добытой пищей. В сочетании с температурой и влажностью воздуха, ветер при высокой температуре сухого воздуха иссушает животное, а при низкой температуре приводит к его переохлаждению.

Косвенно ветер затрудняет либо вовсе не позволяет животным добывать корм. Это происходит от того, что в степи корма размещаются на поверхности почвы и на зиму накрываются толщей снега. Под действием ветров снег уплотняется до состояния плотной корки и делает корм трудно доступным. Наряду с засухой это делает кормовую базу степи очень неустойчивой, а условия для жизни суровыми.

Однообразие растительности как кормовой базы сузило набор видов животных — ее потребителей. Ими оказались: специализированные травоядные — копытные и грызуны и зерноядные птицы; хищники - пожиратели травоядных позвоночных; группа всеядных животных, охотно поедающих семена и массовые виды травоядных беспозвоночных. 

Адаптации позвоночных к степи

Специфические условия степи привели к образованию своеобразных форм адаптаций. Это тип наземного степняка; степняков, впадающих в спячку; мигрантов; степняков, освоивших новые среды обитания — подземную и воздушную.

Собственно, степные позвоночные выработали много специфических адаптаций к степи. Они обычно комплексны, мультифункциональны, то есть одно приспособление выполняет несколько назначений. Эти животные образуют несколько экологических типов, создающих облик, форму животного-степняка. Очень важную роль у них играют многочисленные специфические поведенческие адаптации.

В условиях узкой и неустойчивой кормовой базы животные степи часто подвергаются гибели. Это принудило их жить рассредоточенно. Лишь кочевники-копытные да на зимовках жаворонки объединяются в стада. Сохранение же видов достигается их чрезвычайно высокой плодовитостью. А это приводит к тому, что при сочетании 2-3 благоприятных лет возникают вспышки массовой численности степных животных.

Адаптации к пище

Потребители твердой степной растительности обладают универсальными приспособлениями для питания. Растительноядные звери снабдили жевательную поверхность своих зубов эмалевыми складками, способными сечь и перетирать злаки. Грызуны еще имеют и парные грызущие резцы. Птицы наделены мускульным желудком-теркой. Им этого достаточно для успешного питания. Трудность же состоит в малой доступности корма зимой, накрытого плотным слоем снега.

Приспособление для разбивания плотного снега имеют например, жаворонки и серая куропатка. У них короткий утолщенный клюв. Звери же – копытные и зайцы – снежную корку разбивают ногами (копытами, когтями), а разгребают снег мордой. Грызуны же способны выкапывать подземные части растений используя когти и зубы, предназначенные у них для копания нор.

Впадение в спячку и миграция к многокормным местам — это тоже пищевая адаптация.

Адаптации к хищникам

Позвоночные степей спасаются от вездесущих хищников, используя несколько эффективных приемов: затаиваясь скрываются за покровительственную соломенно-серую окраску тела; прячутся в устроенные загодя норы; доверяются быстрому бегу, который обеспечивают им длинные, с маленькой ступней ноги; ведут ночной образ жизни. Но самое важное значение они придают профилактической мере — наблюдению за окрестностями. Для этого осторожные звери научились садиться столбиком, чтобы возвыситься над окружающими их растениями. Если этого недостаточно, то устраивают еще и наблюдательные холмики (сурок). А длинноногие животные имеют возможность наблюдать постоянно. Для такой профилактики степняки наделены сильным бинокулярным зрением.

Адаптации к ветру

Проблему ветра животные степи решили двояко: наиболее крупные из них научились активно сопротивляться ему, изобретя сильные конечности. А все остальное животное население ушло от соперничания с ветром: оно «прижалось» к земле или укрылось от него, закопавшись в землю. Степь породила 3 жизненных формы животных: наземных, подземных и воздушных.

Активные соперники ветра дали два типа животных — воздушных и наземных. Воздушные обжили воздушную среду, откуда стали контролировать степь.

Наземники - животные, специализированные к быстрому бегу. Их удлиненные конечности заканчиваются небольшой ступней из укороченных пальцев. У птиц их по три, у копытных — по два и даже одному на каждой ноге (лошадиные). Это позволяет им бегать с большей чем у наземных хищников скоростью.

Такая нога копытного предназначена: бороться с ветром; убегать от хищников и соперников;

отбиваться от хищников и соперников; разбивать твердую корку снега на пастбище; обеспечивать наблюдения за окрестностями.

Наземники адаптированы к зиме способностью мигрировать в многокормные места; табуниться для совместного добывания пищи и обогрева в непогоду.

Степные наземники — это дрофы, кулан, сайгак, а из хищников — собачьи.

В качестве подтипа к наземникам уместно отнести птиц степных порхателей, «прижавшихся» к земле и предпочитающих бегать, а не летать. Это обычные птички-порхатели с небольшими крыльями, позволяющими перепархивать с места на место. Но в степном варианте они имеют сильные ноги, приспособленные к бегу, а не скачкам. Крылья им лишь помогают уходить от прямой опасности и совершать ритуальный брачный полет (жаворонки, коньки).

Эти птички — мигранты, а те, что остаются на зимовку, сбиваются в большие табуны для совместной кормежки и ночевки.

Животные, имеющие пристрастие к куртинкам кустов, разбросанных в степи образуют группу кустовиков. Это всего лишь поведенческая адаптация. Она более всего проявляется у зверька степной пищухи, у птиц - серой славки, а еще у ящерицы прыткой [1, 2].

Степняки, обитающие в пустынях, имеют ряд морфологических адаптаций. Обитатели сыпучих песков повторяют адаптацию животных к снегу – увеличением площади подошвы ног выростами жестких волос или роговыми пластинами, образующие «пескостопы» (мохноногий тушканчик, ящерицы). А вот обитатели каменистых пустынь защитили ступню роговыми щитками от воздействия камешков (рябки, кулан).

Поведенческие адаптации

Очень большое значение у степняков имеют поведенческие адаптации к зиме. Они хорошо организованы для переживания погодных невзгод. Чтобы избежать зимней бескормицы, большинство видов птиц и копытные загодя мигрируют к местам зимовки. Барсук, сурок, суслики, тушканчики, хомяк и рептилии впадают в длительную спячку. А слепушонка перешла на подземную жизнь.  Хомячки и некоторые виды мышей заготавливают страховой корм. Все виды мышевидных грызунов ведут норную жизнь и способны всю зиму прожить под снегом, спасающим их от холода. Копытные на зиму табунятся, чтобы в холод создавать благоприятный микроклимат сомкнутыми телами.

В многоснежье все виды, добывающие корм из-под снега (жаворонки, серая куропатка, зайцы, степной хорь), лисица, корсак, группируются вокруг кормящихся на снегу копытных, и каждый из них находит там себе пищу. Этому явлению даже дали особое название – трофобиоз, то есть сожительство, при котором один вид получает пищу от других без нанесения им вреда.

Физиологические адаптации степняков к размножению

В условиях узкой и неустойчивой кормовой базы животные степи часто подвергаются гибели. Сохранение же видов достигается их высокой плодовитостью, что обеспечивается серией физиологических адаптаций.

Так, приспосабливаясь к малокормности степи и периодическим засухам в ней, хомячки и полевки прекращают естественный весенне-летний цикл размножения с наступлением засухи, а при благоприятной осени возобновляют его, приурочивая его к местам и моментам локального появления массового корма. В местах урожая трав хомячки с осени успевают заготавливать их семена и тогда выводят потомство еще и в зимнюю пору. То же делают и полевки в местах осенней вегетации злаков. Семена и зелень служат этим зверькам «запальным» кормом, побуждающим к размножению и перестройке физиологии пищеварения с растительной на животную, позволяющей затем выкармливать свое потомство, прибегая к поеданию животной пищи. Поначалу матка отлавливает посильную ей живность, а когда отселяется ее молодняк, растущий далее на растительных кормах, самка при нужде поедает и его. Адаптация серой полевки к осеннему размножению потребовала создание целой цепи частных адаптаций, обеспечивающих успех ее размножения.

Эту цепь адаптаций можно выразить следующей схемой (рисунок 1). 

 Адаптация серой полевки к осеннему размножению

Рисунок 1 - Адаптация серой полевки к осеннему размножению 

В результате у полевки появились две генерации щенят: весенне-летняя, достигающая половой зрелости в 12-13 дней и продолжительности жизни около полугода (поголовье зверька почти нацело обновляется два раза в год); и осенняя, вступающая в размножение в полугодовалом возрасте и способная жить до полутора лет.

Значит, у мышевидных грызунов собственное потомство выполняет несколько обязанностей:

  • служит продлением своего рода числом;
  • будучи съеденным матерью, принимает косвенное участие в выкармливании прибылого потомства;
  • является страховой пищей для сохранения жизни родителей, то есть маточного поголовья, ответственного за сохранение вида.

И такая адаптация совсем уж удивительна, так как мать, рожая многочисленное потомство, обеспечивает себя страховым животным кормом через каннибализм. Эта способность производить себе жизнеопределяющий животный корм сделала грызунов неистребимыми: хищники-мышееды благополучно живут всего лишь на «объедках» стада грызунов.

Физиологические адаптации к ландшафтам ждут своего анализа, а животных, специализированных на массовое размножение следовало бы выделить в репродуктивный экологический тип [1].

Жизненная форма позвоночного-степняка характеризуется наличием каких-либо из своеобразных морфофизиологических признаков:

  1. удлиненные, с небольшой ступней ноги;
  2. норная и подземная жизнь;
  3. соломенно-серый тон в окраске;
  4. сильное бинокулярное зрение;
  5. способность к длительной спячке.

Система ландшафтных адаптаций степных позвоночных 

Жизненная форма Степные

Экоформа Степняки Экотип наземники Подтип:

  • кустовики
  • порхатели

 

Литература

  1. Соломатин А.О. Происхождение и эволюция хордовых. – Павлодар,
  2. Соломатин А.О. Учебная полевая практика по зоологии позвоночных. – Павлодар,
Год: 2011
Город: Павлодар
Категория: Биология