Biotische und abiotische Umgebungen

Pflanzen und Tiere haben sich genetisch und durch physiologische, Verhaltens- oder Entwicklungsflexibilität an ihre Umgebung angepasst, einschließlich instinktivem Verhalten und Lernen. Die Anpassung hat viele Dimensionen, da sich die meisten Organismen gleichzeitig an zahlreiche verschiedene Aspekte ihrer Umgebung anpassen müssen. Anpassung beinhaltet nicht nur den Umgang mit der physischen abiotischen Umgebung (hell, dunkel, Temperatur, Wasser, Wind), sondern auch mit der komplexen biotischen Umgebung (andere Organismen wie Partner, Konkurrenten, Parasiten, Raubtiere und Fluchttaktiken der Beute). Widersprüchliche Anforderungen dieser verschiedenen Umweltkomponenten erfordern oft, dass ein Organismus in seinen Anpassungen an jeden Kompromiss eingeht.

Die Konformität mit einer bestimmten Dimension erfordert eine bestimmte Menge an Energie, die dann nicht mehr für andere Anpassungen zur Verfügung steht. Das Vorhandensein von Raubtieren kann beispielsweise erfordern, dass ein Tier vorsichtig ist, was wiederum seine Fütterungseffizienz und damit seine Wettbewerbsfähigkeit verringern kann. Für einen kleinen Vogel sind Bäume ein wichtiger Teil seiner Umwelt: Sie bieten lebenswichtigen Schatten während der Hitze eines heißen Sommertages, Orte, um nach Insekten zu suchen, Sicherheit vor bodenbewohnenden Raubtieren und sichere Orte, um Nester zu bauen und Küken aufzuziehen. Grashalme oder Haare, die zum Auskleiden eines Vogelnestes verwendet werden, sind ebenfalls wichtige Bestandteile der Umgebung eines Vogels. Während der gefährlichen Nacht kommt ein Vogel mit nachtaktiven Raubtieren wie Waschbären zurecht, indem er auf einem kleinen Zweig hoch über dem Boden schläft. Während er tagsüber winzige Insekten aus Baumblättern sammelt, bleibt ein Vogel wachsam für tagaktive Raubtiere wie Falken.

Ein Weidenschneehuhn in Winterfarbe.

Viele Vögel bewältigen wechselnde saisonale Bedingungen, indem sie an wärmere Orte in niedrigeren Breiten wandern, wo es mehr Nahrung gibt. Im Laufe von Äonen hat die natürliche Selektion die Vögel so geformt, dass sie den vorhersehbaren schlimmen Folgen des Winters (einer Zeit hoher Sterblichkeit) effektiv entkommen können. Vögel, die den eisigen Klauen des Winters nicht erfolgreich entkamen, starben, ohne überlebende Nachkommen zu hinterlassen, während diejenigen, die migrierten, überlebten, um ihre Gene weiterzugeben. Die natürliche Selektion hat Vögel mit einer eingebauten biologischen Uhr ausgestattet, die sie mit der Tageslänge vergleichen und ihnen effektiv einen eingebauten Kalender geben. Die Änderung der Tageslänge wirkt sich auf die Hypophyse eines Vogels aus, wodurch Hormone freigesetzt werden, die das Verhalten von Vögeln steuern. Kurze Herbsttage lösen ein „Fernweh“ aus, das letztendlich zu Migrationsverhalten führt. Experimente mit Zugvögeln in Planetarien haben gezeigt, dass winzige Vogelhirne fest verdrahtet sind, so dass sie eine Karte der Sterne enthalten. In der Tat „erfand“ die natürliche Selektion die Himmelsnavigation.