Адаптация организма к условиям среды в общебиологическом плане необходима для сохранения как каждого индивидуума, так и каждого вида. А для человека, который является объектом не только биологическим, но прежде всего социальным, приспособление обязательно еще и для обеспечения психического комфорта и работоспособности.

Одним из путей защиты от неблагоприятных условий окружающей среды, особенно если они угрожают жизни, является стремление устраниться от них. Животное это делает инстинктивно, а человек — сознательно. Человек прибегает к различным средствам: сменяет легкую одежду на теплую и наоборот, пользуется отоплением, искусственным освещением, бесперебойным водоснабжением, вентиляцией, применяет кислородные или иные изолирующие от среды аппараты и т. п. Животное этих средств лишено.

Первым и наиболее древним способом устранения от вредоносных влияний среды, возникшим еще при переходе живых существ от водного к наземному образу жизни, является анабиоз, свойственный беспозвоночным животным, а также некоторым рыбам, амфибиям и рептилиям. Анабиоз — такое состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что признаки жизни видимо не проявляются. Анабиоз возникает под влиянием как низких температур, так и высоких, сопровождающихся большим недостатком воды. Иначе говоря, в первом случае это обратимое замерзание, а во втором — обратимое высыхание. При возвращении условий среды к совместимым с существованием происходит и восстановление активной жизни организма. Так, при таянии речного льда оживают вмерзшие в него простейшие, например инфузории, насекомые, паукообразные и низшие ракообразные. При увеличении влажности возрождаются находившиеся в состоянии теплового анабиоза яйца и куколки насекомых, а также некоторые другие беспозвоночные низшие организмы.

Общим условием впадения в состояние анабиоза является значительная потеря воды клетками, что резко снижает интенсивность обмена веществ: все химические реакции его происходят в водных растворах, а многие и с участием воды — химического компонента реакции. В состоянии анабиоза даже амфибии и рептилии, не говоря уже о беспозвоночных, теряют от !/г ДО 3Д воды, содержащейся в их организме; при этом оставшаяся вода находится в переохлажденном состоянии, превращаясь в однородную стекловидную массу. Это может произойти и при осторожном постепенном замораживании, и при быстром действии очень низких температур (порядка 90 и даже 160 °С). В прочих условиях вода кристаллизуется в лед и разрушает клеточные структуры.

Другими, более мягкими способами устранения от неблагоприятных условий среды являются оцепенение рыб, амфибий и рептилий, зимняя и летняя спячка млекопитающих и зимний сон их. Зимнее оцепенение пойкилотермных, как и зимняя спячка млекопитающих, связано со снижением температуры среды и недостатком пищи, летняя — с нехваткой влаги в засушливое (жаркое) время года. У одних животных оцепенение наступает уже при 15 °С, у других — около 0 ºC и характеризуется неподвижностью, снижением газообмена и замедлением физиологических функций. Двоякодышащие рыбы в период свойственного им летнего оцепенения при высыхании водоемов зарываются в ил и даже окружают себя капсулой, предохраняющей от потери влаги.

Если оцепенению подвергаются пойкилотермные, то зимняя и летняя спячка присуща гомойотермным животным, физиологические и молекулярные механизмы которой отличаются от оцепенения. Внешние проявления их одинаковы: снижение температуры тела почти до температуры окружающей среды (только при зимней спячке, при летней этого нет) и интенсивности обмена веществ (в 10 — 15 раз), сдвиг реакции внутренней среды организма в щелочную сторону, уменьшение возбудимости дыхательного центра и урежение дыхания до 1 вдоха за 2.5 мин; резко падает и частота сердечных сокращений (например, у летучих мышей с 420 до 16 ударов/мин). Причина этого — в возрастании тонуса парасимпатической нервной системы и уменьшении возбудимости симпатической. Самое же главное, что при зимней спячке выключается система терморегуляции. Причинами этого являются падение активности щитовидной железы и снижение содержания в крови тиреогормонов. Гомойотермные животные становятся как бы пойкилотермными.

Механизмы зимней спячки выработались в процессе исторического развития животного мира, и главные побудительные стимулы к ней исходят из центральной нервной системы. Если, например, у ежа разрушить область межуточного мозга, связанную с регуляцией вегетативных функций и обмена веществ, то возможность спячки утрачивается. Характерное для спячки торможение центральной нервной системы намного глубже, чем при нормальном сне, однако зимоспящее животное можно разбудить и в разгаре спячки путем механического раздражения.

Сурки, суслики, хомяки, бурундуки проводят спячку в норах, где температура все же несколько выше наружной и где нет охлаждающего действия ветра. Нередко норы бывают весьма глубокими: у сурков и сусликов, например, до 3 м. Летучие мыши зимуют в пещерах, штольнях и на чердаках. Во время спячки животные обходятся без воды и пищи. Лишь хомяки и бурундуки изредка просыпаются и едят запасы, заготовленные с осени. Остальные же зимоспящие поддерживают свои резко сниженные жизненные процессы за счет окисления резервного жира организма, который они приобрели за лето. В результате за время спячки они теряют 1/2 массы тела.

Пробуждение от зимней спячки происходит рефлекторно под действием повышения температуры окружающей среды, а также рефлексов с растянутого мочевого пузыря; от летней спячки — под влиянием снижения температуры и возрастания влажности. При пробуждении тонус парасимпатической нервной системы падает, а симпатической — возрастает, что стимулирует и обмен веществ, и вегетативные функции.

С зимней спячкой не следует путать зимний сон таких животных, как медведи, барсуки, енотовидные собаки. Основное отличие сна в том, что при нем не снижается температура тела и по длительности он короче: 1-2 мес., тогда как зимняя спячка может продолжаться до 3 мес. и дольше.

Еще одним способом самоустранения организма от неблагоприятных влияний среды являются миграции, происходящие инстинктивно. Различают миграции регулярные (сезонные) и нерегулярные (экстренные). Причины регулярных миграций — смена времен года, ухудшение условий питания и сезонные физиологические изменения в организме, побуждающие миграционный инстинкт. Например, птицы совершают перелеты на многие сотни и тысячи километров от мест гнездования; так, кулики из северо-восточной Сибири мигрируют в Австралию за 10 000 км. В зимние месяцы киты из Северной Атлантики и северных районов Тихого океана откочевывают в субтропические и тропические зоны, котики с Командорских островов — в более теплое Японское море.

Большие сезонные миграции совершают и рыбы от мест обычного обитания в нерестилища. Европейские угри преодолевают 7000—8000-километровый путь в Саргассово море, а личинки их — обратно в Европу по течению Гольфстрима. Многие морские лососевые и осетровые рыбы для нереста поднимаются по рекам со скоростью до 100 км/сут., проходя расстояние 3000—4000 км. Существуют и миграции по вертикали: горные копытные зимой опускаются в более низкие зоны, где снег не так глубок.