Відносний характер пристосованості на прикладі кактусів, хамелеонів та черепах. Приклади адаптацій Причини адаптації

Розділи: Біологія

Ціль:сформувати знання в учнів про пристосованість організмів до довкілля.

Завдання:

освітні: формування знань про різні способи пристосованості організмів до навколишньому середовищі;

розвиваючі: вміння працювати з підручником, аналізувати, порівнювати, виділяти головне, логічно мислити

виховні: сприяння естетичному вихованню, формування наукового світогляду.

Обладнання: таблиця "Пристосованість та її відносний характер", фотографії, малюнки, колекції організмів рослин та тварин, презентація.

Хід уроку

У формі фронтальної розмови пропонується відповісти на запитання.

1. Як пояснити пристосованість живих істот до довкілля?

2. Як виникло існуюче у природі різноманіття видів?

3. Чому під час еволюції відбувається підвищення організації живих істот?

На питання: яке пояснення пристосованості організмів було поширене у XVIII ст.? Як Ламарк пояснював ці явища? - учні легко дають відповіді, які вчитель узагальнює зауваження про протиріччя між науковими фактами, які розкривають досконалість органічного світу, пропонованими тоді поясненнями.

Учні по групам отримують завдання та різні об'єкти для роботи:

Розглянути плоди та насіння берези, сосни, кульбаби, маку та ін. та визначити характер їх пристосованості до поширення.

Результати роботи учні записують у таблиці.

Кожна група учнів робить повідомлення результати роботи, демонструючи об'єкти. Потім на підставі висновків з груп роблять узагальнення про різноманітні пристрої в одному і тому ж середовищі.

Велику увагу слід приділити поясненню виникнення пристосувань згідно з вченням Дарвіна про природний відбір порівняно з поясненням Ламарка.

Необхідно домогтися, щоб учні могли правильно пояснити з позиції вчення Дарвіна, як виник той чи інший пристосування.

Зачитується та розбирається опис освіти довгих нігта довгої шиї по Ламарку та Дарвіну.

Потім учням пропонується пояснити виникнення:

• білого забарвлення полярних тварин;
• голка у їжака;
• раковини у молюсків;
• аромату дикої троянди;
• подібності гусениці п'ядениці з сучком

При відповідях учні дають пояснення фактів на основі дарвінського вчення, порівнювання з можливим трактуванням цих прикладів по Ламарку виявляють її ідеологічну сутність.

Головна увага звертається на з'ясування причин, внаслідок яких теорія Ламарка виявилася безсилою пояснити походження органічної еволюції, що було зроблено Ч. ​​Дарвіним.

Пристосування, або адаптація - це здатність організму виживати і залишати потомство в цьому середовищі.

Приклади пристосованості

Причини виникнення	Види пристроїв	Приклади
1. Захист від ворогів	Заступне забарвлення(робить організми менш помітними і натомість довкілля)	Біла куріпка, заєць біляк (змінює колір залежно від пори року), забарвлення самок птахів (тетерів, рябчик), зелений колір личинок гусениць, забарвлення нічних метеликів і т.п.
	Маскування(форма тіла та забарвлення зливаються з навколишніми предметами)	Гусениця пяденника нагадує гілочку за формою та кольором, комаха паличник дуже схожа на паличку сухої тростини, деякі комахи повністю повторюють форму та забарвлення листя
	Мімікрія -наслідування менш захищеного організму одного виду більш захищеному організму іншого виду (або предмета середовища)	Наслідування деяких мух жалоносним перетинчатокрилим (муха - дзюрчалка - бджола)
	Попереджувальне забарвлення- Яскраве забарвлення, що попереджає про отруйність живого організму.	Яскраве забарвлення сонечка, мухоморів, багатьох отруйних жаб і т.п.
	Погрозливі пози	Плащеносна ящірка має яскраво забарвлений капюшон, який розкриває при зустрічі з ворогом, очкові змії, деякі гусениці (бражника)
Пристосування до умов середовища	Обтічна форма тіла	Риби, морські ссавці, птахи.
	Пристосування до польоту	Пір'я та крила птахів, крила комах.
Пристосування до розмноження	Шлюбна поведінка	У багатьох тварин (танці журавлів, поєдинки оленів)
	Пристосування до запилення	Вітром, комахами, самозапилення у рослин
	Пристосування для перенесення насіння	Вітром, тваринами, водою

До морфологічним адаптаціямвідносять - заступне забарвлення, маскування, мімікрія, попереджувальне забарвлення.

До етологічнимабо поведінковимвідносять – загрозливі пози, запасання корму.

Фізіологічна адаптація - сукупність фізіологічних реакцій, що лежать в основі пристосування організму до зміни навколишніх умов і спрямованих на збереження відносної сталості внутрішнього середовища - гомеостаз.

Хімічна взаємодія (мурахи виділяють ферменти, які використовуються членами сім'ї для координації діяльності)

Збереження води у кактусу

Турбота про потомство - це ланцюг послідовних рефлексів, вироблених у процесі еволюції, які забезпечують збереження образу.

Рибка тилапія носить ікру та молодь у своєму роті! Мальки спокійно плавають навколо своєї матері, щось ковтають, вичікують. Але варто виникнути найменшої небезпеки, як мати подає сигнал, різко рушивши хвостом і по-особливому тремтячими плавцями, і... мальки тут же спрямовуються в притулок - рот матері.

Деякі види жаб виношують ікру та личинок у спеціальних виводкових сумках.

У ссавців - у влаштуванні логов, нір та інших притулків для майбутнього потомства, підтримки чистоти тіла дитинчат, цей інстинкт, очевидно, властивий всім ссавцям без винятку.

Походження пристосувань та їх відносність

Ч.Дарвін показав, що адаптації виникають внаслідок дії природного відбору. Доказом відносності пристроїв можуть бути такі приклади:

1) корисні органи в одних умовах стають марними в інших: порівняно довгі крила стрижів, пристосовані до стрімкого польоту, створюють певні складнощі при зльоті з землі

2) захисні пристосування від ворогів відносні: отруйні змії (наприклад, гадюки) поїдають їжаками

3) прояв інстинктів може також виявитися недоцільним: наприклад, захисна реакція (випускання струменя рідини, що погано пахне) скунса, спрямована проти автомобіля, що йде

4) спостережуване “перерозвиток” деяких органів, що стають на заваді організму: виростання різців у гризунів під час переходу харчування м'якою їжею.

Учні повинні твердо засвоїти, що вчення Дарвіна про відносну пристосованість як результат природного відбору повністю спростовує ідеалістичні твердження про божественне походження і абсолютний характер органічної доцільності (К. Лінней), а також про вроджену здатність організму змінюватися під впливом тільки в корисну для них сторону (Л ).

Закріплення знань

1. Прикладом покровительского забарвлення є:

а) подібність форми та забарвлення тіла з навколишніми предметами;

б) наслідування менш захищеного більш захищеному;

в) чергування світлих і чорних смуг на тілі тигра.

2. Яскраве забарвлення сонечок, багатьох видів метеликів, деяких видів змій та інших тварин, що мають пахучі або отруйні залози, називається:

а) маскуванням;

б) демонструє;

в) мімікрією;

г) застережливою.

3. Різноманітність пристроїв пояснюється:

а) лише впливом умов середовища на організм;

б) взаємодією генотипу та умов середовища;

в) лише особливостями генотипу.

4. Приклад мімікрії:

б) яскраво-червоне забарвлення у сонечка;

в) подібність у забарвленні черевця у мухи-журчалки та оси.

5. Приклад маскування:

а) зелене забарвлення у співочого коника;

б) подібність у забарвленні черевця у мухи-журчалки та оси;

в) яскраво-червоне забарвлення біля сонечка;

г) подібність у забарвленні гусениці та метелика-п'ядениці із сучком.

6. Будь-яка пристосованість організмів має відносний характер, тому що:

а) життя завершується смертю;

б) адаптація доцільна за певних умов;

в) точиться боротьба за існування;

г) пристосування можуть призвести до утворення нового виду.

Список літератури

1. Мамонтов С.Г. Загальна біологія: Навч. для студентів середніх спец. навч. закладів – 5-те вид., стер. - М.: Вищ. шк., 2003.
2. Загальна біологія: навч. для студ. Утворити. установ середовищ. проф. освіти/В.М. Костянтинов, А.Г. Резанов, Є.О. Фадєєва; за ред. В.М. Костянтинова. -М: Видавничий центр "Академія", 2010.

6. Виникнення пристроїв. Відносний хар-рпристосування-ти.

Адаптація - це гармонія організму з довкіллям (у широкому сенсі). Адаптація - це спеціальні морфофізіологічні св-ва, здатні забезпечити виживання та розмноження організмів у концертних усл-х середовища (у вузькому значенні). Група адаптації - засоби пасивного захисту - це такі ос-ти, кот-е, однією лише своєю присутністю визначають велику ймовірність виживання особин у боротьбі існування. а) тверді захисні покриви; б) здатність згортатися в кулю (багатоніжка, броненосець); в) голки та колючки; г) пекучі волоски у рослин, жагучі кл-ки у тварин; д) пристосувальне забарвлення та будова (форма) тіла - покровне забарвлення (сезонне забарвлення (куріпка)); розчленовує забарвлення (тигр); протитінь (риби); яскраво забарвлені особини (застерігаюче забарвлення); мімікрія - наслідувальне забарвлення та поведінка, маскування, подібність до неїстівних об'єктів; е) складні адаптації (виникли шляхом дрібних спадкових ухилень) комахоїдність у рослин, симбіоз.

Пристосованість орг-ов явл-ся рез-том дії движ-х сил еволюції у даних усл-ях сущ-я. Будь-яка пристосованість допомагає орг-мам вижити лише у тих усл-ях, у яких сформувалася під впливом рушійних сил еволюції. У цих умовах вона відносна (в яскравий день взимку біла куріпка видає себе тінню на снігу. Заєць-біляк, непомітний на снігу в лісі, видний на тлі темних стволів.). У орг-мов зустрічаються непотрібні органи та ознаки. Всі ці багато та інші фактори говорять, що пристосування не абсолютна, а відносна.

7. Мікроеволюція. Видоутворення. Результати еволюції

Мікроеволюція - еволюційні процеси, що протікають усередині виду і приводять нових, внутрішньовидових угруповань: популяцій та підвидів. Населення - елементарна еволюційна структура. Підвид – гр-па популяцій цього виду – морфофізіологічно відмінні від інших популяцій всередині виду. Мутація – елементарний, еволюційний матеріал.

Елементарне еволюційне явище – зміна генофонду популяції. Генофонд - сукупність генотипів всіх особин популяції. Генотип – сукупність генів окремої особини. Елементарний еволюційний чинник, який спрямовує еволюційний процес - природний відбір.

Освіта нових видів у природі відбувається під впливом рушійних сил еволюції. При зміні умов сут-я всередині виду происх-т процес розбіжності ознак дивергенції, кот-я призводить до утворення нових угруповань, особин усередині виду. Початкові етапиеволюційного процесу, що протікають усередині виду і призводять до обр-ю нових внутрішньовидових угруповань - популяцій підвидів (цей процес наз-ся мікроеволюція). Географічне видоутворення - пов'язані з розширенням ареалу вихідного виду чи з розчленуванням його ізольовані частини - фізичними перешкодами (річки, озера, гори, клімат...). Екологічне видоутворення - происх-т у випадках, коли популяції одного виду залишаються не більше одного ареалу, але умови проживання вони різні (змінюється їх генний склад).

Результати еволюції Еволюція має 3 тісно пов'язані важливі наслідки:

1) Поступове ускладнення та підвищення організації живих істот.

2) Відносна пристосованість організмів до умов окр-ї середовища.

3) Різноманітність видів.

Критерії виду: 1.Морфологічний критерій - подібності зовнішнього та внутрішньої будови. 2.Екологічний критерій - рослини мають різні місця зростання. 3.Географічний критерій – ареал. 4.Фізіологічний критерій: неможливість схрещування видів - основне значення. Їх обмежують фізіологічні можливості. 5.Генетичний к. - Визначає всю суть виду (набір хромосом). Він грає величезної ролі, тобто. його на вигляд не розрізнити.

8. Док-ва еволюції органічного світу.

Макроеволюція – процес образ-я із видів нових пологів, з пологів – нових сімейств тощо. Вона відбувається у великі проміжки часу та недоступна безпосередньому вивченню. У макроевол-ии діють самі процеси – естест-ый відбір і пов'язане з ним вимирання, боротьба за сущ-е. Макроевол-я носить дивергентний хар-р, як і і мікроеволюція.

Ембріологічні док-ва.

Ще Ч. Дарвін зазначив, що є взаємозв'язки між індивідуальним розвитком орг-мів та їх еволюційним розвитком. Потім ці зв'язки були докладно вивчені іншими вченими. Подібність зародків. Дуже подібна внутрішня організація зародків риби, кролика, ящірки та людини: у всіх спочатку є хорда, потім хребет із хрящових хребців, кровоносна система з одним колом крою. По ходу подальшого розвитку подібність між зародками слабшає. Все вище перераховане говорить про події всіх хордових від одного стовбура, який розпався по ходу еволюції на безліч гілок. Біогенетичний закон. Німецькі вчені встановили закон соотн-я онтогенезу. Згідно з ним кожна особина в онтогенезі є коротким повторенням філогенезу (історія розвитку свого виду). Наприклад у пуголовків безхвостих земноводних розвивається хвіст – повторення ознак їх хвостатих предків.

Палеонтологіч-е док-ва.

Палеонтологія вивчає копалини ост-ки вимерлих організмів і виявляє їх схожість і різницю з сучасними організмами. Палеонтологи по викопних залишках відновлюють зовнішній вигляд і стр-е вимерлих орг-мов, дізнаються про рослинний, а так само тваринний світ минулого. Палеонтологіч-е нах-ки говорять про зв'язки між різними систематич-ми гр-ми. У одних сл-ях зуміли встановити перех-е форми, за іншими – филогенетич-е ряди (ряди видів, остан-но змінюють одне одного). Викопні перехідні форми. Було знайдено гр-па звірозубих рептилій. Вони поєднують ознаки плазунів і ссавців-х. Такі організми відносять до перехідних форм. Звірозубі рептилії мають схожість з ссавцями в будові черепа, кінцевих і пізно, а також у розподілі зубів на корінні, різці і ікла. Археоптерикс - тварина, величиною з голуба мало ознаки птаха, але зберігало ще риси пресм-них. Ознаки птахів були явними: подібність задніх кінцівок до цівки, наявність пір'я. Ознаки пресм-хся: черевні ребра, хвостові хребці та наявність зубів. Ар-кс навряд чи міг літати, т.к. у нього грудна кістка без кіля, слабкі грудні м'язи та м'язи крил. Філогенетичні ряди. Палеонтологам вдалося відновити філогенетичні ряди тварин. Прикладом може бути еволюція коня. Найбільше її предок зростанням з лисицю, кінцівки були чотирипалими і т.д. , Пересувався стрибками. Але потім умови життя змінилися на гірший бік і рятуватися від ворогів він міг тепер лише за швидкого бігу. У процесі боротьби за сут-е ноги його подовжувалися і зменшувалася кількість пальців, що дотигали грунту, зміцнення позв-ика, що спос-ло швидкого бігу і т.д.

Система рослин та тварин - відображення еволюції.

Еволюція життя землі осущ-ся мікро- і макро- еволюційними процесами у тому єдності. Нині організми розподіляють угрупованнями, використовуючи систематичні категорії: тип (відділ - для рослин), клас, загін (порядок для рослин), сімейство, рід, вид. Для великих систематич-х гр-пп додають проміжні категорії: під типи, під класи та ін. Численність систематич-х категорій викликається надзвичайним різноманіттям видів тварин і прагнення вчених дати таку систему, кот-я відображала родинні зв'язки між групами організмів. Кожна вища систематична група, починаючи від роду, об'єднує групи, що перебувають за рангом нижче і мають спільного предка. Рід об'єднує види, що походять від одного предка і опинилися і опинилися, в рез-ті боротьби за існування і природного відбору здатними сут-ть успішно розмножуватися в різних геогр-х, і ек-х усл-ях. Еволюція має 3 тісно пов'язані найважливіші наслідки: 1.Поступове ускладнення та підвищення організації живих істот. 2. Відносна пристосованість організмів довкілля. 3.Різноманітність видів.

Види рослин і тварин напрочуд пристосовані до умов середовища, в яких вони мешкають. Відомо дуже багато різноманітних особливостей будівлі, які забезпечують високий рівень пристосованості виду до середовища. У поняття « пристосованість виду»входять як зовнішні ознаки, а й відповідністьбудови внутрішніх органіввиконуваним ними функцій, наприклад довгий і складно влаштований травний тракт тварин, що харчуються рослинною їжею (жуйні). Відповідність фізіологічних функцій організму умовам проживання, їх складність та різноманітність також входять у поняття пристосованості.

Пристосувальні особливості будови, фарбування тіла та поведінки тварин.По суті, вся структурно-функціональна організація представників того чи іншого виду є пристосовною до тих умов, у яких живе ця група. Найбільш демонстративними є будова тіла та забарвлення покривів.

Форма тіла.У тварин пристосовною до довкілля є форма тіла. Добре відомий вигляд водного ссавця дельфіна. Його рухи легкі та точні. Самостійна швидкість руху у воді сягає 40 км/год. Нерідко описують випадки, як дельфіни супроводжують швидкохідні морські судна, наприклад, есмінці, що рухаються зі швидкістю 65 км/год. Пояснюється це тим, що дельфіни прилаштовуються до носа судна та використовують гідродинамічну силу корабельних хвиль. Але це не їхня природна швидкість. Щільність води в 800 разів вища за щільність повітря. Як дельфіну вдається подолати її? Крім інших особливостей будови ідеальної пристосованості дельфіна до довкілля та способу життя сприяє форма тіла. Торпедоподібна форма тіла дозволяє уникнути утворення завихрення потоків води, що обтікають дельфіна.

Обтічна форма тіла сприяє швидкому пересування тварин і повітряному середовищі. Махові та контурні пір'я, що покривають тіло птиці, повністю згладжують його форму. Птахи позбавлені вушних раковин, що виступають, у польоті вони зазвичай втягують ноги. В результаті птиці за швидкістю набагато перевершують всіх інших тварин. Наприклад, сокіл-сапсан пікірує на свою жертву зі швидкістю до 290 км/год. Птахи швидко рухаються навіть у воді. Спостерігали антарктичного пінгвіна, що пливе під водою зі швидкістю близько 35 км/год.

У тварин, що ведуть потайний, затаюється спосіб життя, корисними виявляються пристосування, що надають їм подібність до предметів навколишнього середовища. Химерна форма тіла у риб, що мешкають у заростях водоростей, допомагає їм успішно ховатися від ворогів. Подібність до предметів довкілля поширена у комах. Відомі жуки, своїм зовнішнім виглядомнагадують лишайники, цикади, подібні до шипів тих чагарників, серед яких вони живуть. Комахи-палочники схожі на невелику буру або зелену гілочку (рис. 19.5), а прямокрилі комахи імітують лист. Плоске тіло мають риби, що ведуть придонний спосіб життя.

Мал. 19.5.

Забарвлення покривів тіла.Засобом захисту від ворогів служить і заступне забарвлення.Заступницьким називають забарвлення покривів тіла, що забезпечує їх власникам успіх у боротьбі за існування. Зазвичай вчені розрізняють приховує або, навпаки, попереджувальне забарвлення. Птахи, що насиджують яйця на землі, зливаються з навколишнім тлом. Малопомітні і їх яйця, що мають пігментовану шкаралупу, і пташенята, що вилуплюються з них (рис. 19.6). Захисний характер пігментації яєць підтверджується тим, що у видів, чиї яйця недоступні для ворогів - великих хижаків, або у птахів, що відкладають яйця на скелях або закопують їх у землю, протегування шкаралупи не розвивається.

Мал. 19.6.

потомства землі

Заступне забарвлення широко поширене серед різних тварин. Гусениці метеликів часто зелені, під колір листя або темні, під колір кори або землі. Донні риби зазвичай забарвлені під колір піщаного дна (скати та камбали). При цьому камбали здатні змінювати забарвлення в залежності від кольору навколишнього фону. Здатність змінювати забарвлення шляхом перерозподілу пігменту в покривах тіла відома і наземних тварин (хамелеона). Тварини пустель мають, як правило, жовто-буре або пісочно-жовте забарвлення. Однотонне забарвленнявластива як комахам (саранці) і дрібним ящіркам, так і великим копитним (антилопам) та хижакам (левам).

Якщо фон середовища не залишається постійним залежно від сезону року, багато тварин змінюють забарвлення. Наприклад, мешканці середніх і високих широт (пісець, заєць, горностай, біла куріпка) взимку мають біле забарвлення, що робить їх непомітними на снігу.

Двотонове приховує забарвлення часто спостерігається у водних тварин. Так, у більшості риб, наприклад, у оселедця, спинка сильно пігментована, а черевна сторона тіла - світла. Якщо дивитися на рибу зверху, із зони більшої освітленості, то на тлі темряви, що згущується, темна спинка практично непомітна. Навпаки, при погляді з глибини – у напрямку більшої освітленості – непомітне черевце. Важливим є таке забарвлення і для хижаків (дельфінів, акул та ін.) і для їх жертв.

Інший варіант приховує забарвлення - розчленовує забарвлення. Вона характеризується чергуванням на тілі темних і світлих смуг і плям, що відповідає зміні світла і тіні у звичному для виду середовищі проживання (рис. 19.7). Подібний збіг робить організм непомітним завдяки порушенню уявлення про його форму. Наприклад, тигр полює в засідці на узліссях, де пучки жовтої трави чергуються з темним ґрунтом. Зебра, харчуючись листям чагарників, у савані практично непомітна і натомість многостволия. Крім цього, забарвлення, що розчленовує, порушує уявлення про контури тіла, що робить його ще більш ефективним.

Мал. 19.7.

Однак нерідко у тварин спостерігається не приховує забарвлення тіла, а, навпаки, що привертає увагу, що демаскує. Таке забарвлення властиве отруйним, обпалюючим або жалем комахам: бджолам, осам, жукам-наривникам. Божу корівку, дуже помітну, птахи ніколи не скльовують через отруйний секрет, що виділяється комахою. Яскраве попереджувальне забарвлення мають неїстівні гусениці, багато отруйних зміїв. Яскраве забарвлення заздалегідь попереджає хижака про марність та небезпеку нападу. Шляхом «проб та помилок» хижаки швидко привчаються уникати нападу на жертву з попереджувальним забарвленням.

Ефективність застережливого забарвлення стала причиною дуже цікавого явища - наслідування, або мімікрії(Від грец. mimikos -наслідувальний). Мімікрією називається подібність беззахисного або їстівного виду з одним або декількома неспорідненими видами, що добре захищені і мають застережливе забарвлення.З сонечкомрозмірами, формою тіла та розподілом пігментних плям дуже схожий один із видів тарганів. Деякі їстівні метелики наслідують форму тіла і забарвлення отруйним метеликам, мухи - осам. Виникнення мімікрії пов'язане з накопиченням під контролем природного відбору дрібних вдалих мутацій у їстівних видівв умовах їхнього спільного проживання з неїстівними.

Зрозуміло, що наслідування одних видів іншим виправдано: винищення піддається значно менша частина особин і того виду, який послужив моделлю, і наслідувача. Необхідно, однак, щоб чисельність виду-наслідувача була значно меншою за чисельність моделі. А якщо ні, то мімікрія не приносить користі: у хижака не буде вироблятися стійкий умовний рефлексна форму або забарвлення, яке слід уникати. Яким чином чисельність виду-імітатора підтримується на низькому рівні? Виявилося, що генофонд цих видів насичений летальними мутаціями. У гомозиготному стані ці мутації викликають загибель комах, внаслідок чого високий відсоток особин не доживає до статевозрілого стану.

Крім захисного - покровительственного забарвлення у тварин і рослин спостерігаються й інші засоби захисту. У рослин нерідко утворюються голки та колючки, що захищають їх від поїдання травоїдними тваринами (кактусів, шипшини, глоду, обліпихи та ін.). Таку ж роль відіграють отруйні речовини, що обпікають волоски, наприклад, у кропиви. Кристали щавлевокислого кальцію, що накопичуються в шипах деяких рослин, оберігають їх від поїдання гусеницями, равликами і навіть гризунами. Утворення у вигляді твердого хітинового покриву у членистоногих (жуків, крабів), раковин у молюсків, луски у крокодилів, панцира у броненосців та черепах добре захищають їх від багатьох ворогів. Цьому ж служать голки у їжака та дикобраза. Всі ці пристрої могли виникнути лише внаслідок природного відбору, тобто. переважного виживання краще захищених особин.

Поведінка.Для виживання організмів у боротьбі за існування велике значеннямає пристосувальну поведінку. Захисна дія запобіжного забарвлення підвищується при поєднанні її з відповідною поведінкою. Наприклад, вип гніздиться в очеретах. У хвилини небезпеки вона витягає шию, піднімає голову вгору і завмирає. У такій позі її важко знайти навіть на близькій відстані. Багато інших тварин, які не мають засобів активного захисту, у разі небезпеки приймають позу спокою і завмирають (комахи, риби, амфібії, птиці). Застерігаюче забарвлення у тварин, навпаки, поєднується з демонстративною поведінкою, яка відлякує хижака.

Крім затаювання або демонстративної, відлякуючої поведінки при наближенні ворога існує багато інших варіантів пристосувальної поведінки,що забезпечує виживання дорослих особин чи молоді. Сюди належить запасання корму на несприятливий сезон року. Особливо це стосується гризунів. Наприклад, полівка-економка, поширена в зоні тайги, збирає зерна злаків, суху траву, коріння - всього до 10 кг. Роючі гризуни (сліпи та ін.) накопичують до 14 кг шматочків коренів дуба, жолудів, картоплі, степового горошку. Велика піщанка, що живе у пустелях Середньої Азії, на початку літа зрізує траву і затягує її в нори або залишає на поверхні у вигляді стожків. Корм цей використовується у другій половині літа, восени та взимку. Річковий бобр збирає обрубки дерев, гілок тощо, які складає у воду біля свого житла. Ці склади можуть досягати обсягу 20 м 3 . Запаси кормів роблять і хижі тварини. Норка, деякі тхори та псові запасають жаб, вужів, дрібних звірят тощо, убиваючи їх і закопуючи в певних місцях.

Прикладом пристосувальної поведінки є час найбільшої активності. У пустелях багато тварин виходять на полювання вночі, коли спадає спека. Спеціалізація активності тварин за часом доби призвела, наприклад у птахів, до виникнення цілих екологічних групвидів. Так, «нічні хижаки» (сови, пугачі та ін.) полюють уночі, а «денні» - сокіл, беркут, орел - у світлі дня.

Опорні точки

• Вся організація будь-якого виду живих організмів є пристосовною до тих умов, у яких живе.
• Пристосування організмів до довкілля проявляються всіх рівнях організації: біохімічному, цитологічному, гістологічному і анатомическом.
• Фізіологічні адаптації - приклад відображення структурних особливостей організації у умовах існування.

• 1. Наведіть приклади пристосованості організмів до умов існування.
• 2. Чому в деяких видів тварин спостерігається яскраве фарбування, що демаскує?
• 3. У чому сутність явища мімікрії?
• 4. Яким шляхом підтримується низька чисельність виду-наслідувача?
• 5. Чи поширюється дія природного добору поведінка тварин? Наведіть приклади.

Турбота про потомство.Особливо велике значення мають пристрої, що забезпечують захист потомства від ворогів. Турбота про потомство може виявлятися в різній формі. Багато риб охороняють ікру, що відкладається між камінням, активно відганяючи і кусаючи можливих ворогів, що наближаються. Азовські та каспійські бички відкладають ікру в ямки, вириті в мулистому дні, і охороняють її протягом усього розвитку. Самець колюшки будує гніздо з входом та виходом. Деякі американські соми приліплюють ікру на черево та носять її на собі весь час розвитку. Багато риб виношують ікру в роті або навіть у шлунку. У цей час батько нічого не їсть. Мальки, що вилупилися, деякий час тримаються поблизу самки (або самця, залежно від виду) і при небезпеці ховаються в рот матері. Існують види жаб, у яких ікринки розвиваються у спеціальній виводковій сумці на спині або в голосових мішках самця.

Найбільша безпека потомства досягається, очевидно, тоді, коли зародки розвиваються в тілі матері(Рис. 19.8). Плодючість у цих випадках (як і за інших форм турботи про потомство) знижується, проте це компенсується зростанням виживання молоді.

Мал. 19.8.

У членистоногих і нижчих хребетних личинки, що утворюються, ведуть самостійний спосіб життя і не залежать від батьків. Але в деяких випадках турбота батьків про нащадків проявляється у формі забезпечення їх їжею.Знаменитий французький дослідник природи Ж.А. Фабр вперше описав таку поведінку у одиночних ос. Оси нападають на жуків, павуків, цвіркунів, богомолів, гусениць різних метеликів, знерухомлюють їх, занурюючи жало точно в нервові вузли (рис. 19.9), і відкладають на них яйця.

Мал. 19.9.Одиночна оса тягне у своє гніздо паралізованого коника: майбутня личинка забезпечена їжею

Личинки, що вилуплюються, ос забезпечені їжею: вони живляться тканинами живої жертви, ростуть і потім окукляються.

Описані приклади турботи про потомство у членистоногих і нижчих хребетних зустрічаються у дуже мало видів. Найчастіше запліднені яйця залишаються напризволяще. Саме цим пояснюється дуже висока плодючість безхребетних та нижчих хребетних тварин. Велика кількість нащадків за умов високої винищування молоді служить засобом боротьби існування виду загалом.

Значно складніші і різноманітні форми турботи про потомство спостерігаються у вищих хребетних. Складні інстинктиі здатність до індивідуального навчаннядозволяють їм із значно більшим успіхом вирощувати потомство. Так, птахи відкладають запліднені яйця у спеціальні споруди. гнізда, а не просто в довкілля, як надходять усі види нижчестоящих класів. Яйця розвиваються під впливом тепла, яке повідомляється тілом батьків, і не залежать від випадковостей погоди. Гніздо батьки захищають від ворогів тими чи іншими способами. Пташенят, що вивелися, більшість видів птахів не залишають напризволяще, а тривалий час вигодовують і охороняють. Все це різко підвищує ефективність розмноження у цій групі тварин.

Найвищого ступеня розвитку досягають форми поведінки у ссавців. Це проявляється і у відношенні до дитинчат. Звірі не лише годують своє потомство, а й навчають ловити видобуток. Ще Дарвін зазначав, що хижі звірі вчать своїх дитинчат уникати небезпек, зокрема мисливців.

Таким чином, особини з більш досконалими формами турботи про потомство виживають у більшій кількостіі передають ці риси далі у спадок із покоління до покоління.

Фізіологічні адаптації.Відповідна форма і забарвлення тіла, доцільна поведінка забезпечують успіх у боротьбі існування лише тоді, коли ці ознаки поєднуються з пристосованістю процесів життєдіяльності до умов проживання, тобто. фізіологічними адаптаціями. Без таких адаптацій неможлива підтримка стійкого обміну речовин в організмі в умовах довкілля, що постійно вагаються. Розглянемо деякі приклади.

У наземних амфібій велика кількістьводи губиться через шкіру. Однак багато їх видів проникають навіть у пустелі та напівпустелі. Виживання амфібій в умовах нестачі вологи в цих місцеперебуваннях забезпечується цілим рядом пристосувань. Вони змінюється характер активності: вона приурочується до періодів підвищеної вологості. У помірній зоні жаби та жаби активні вночі та після випадання дощів. У пустелях жаби полюють лише вночі, коли волога конденсується на ґрунті та на рослинності, а вдень укриваються в норах гризунів. У пустельних видів амфібій, що розмножуються в тимчасових водоймах, личинки розвиваються дуже швидко і в стислий термін здійснюють метаморфоз.

Різноманітні фізіологічні адаптації до життя в несприятливі умовивиробили птахи та ссавці. Багато пустельних тварин перед настанням посушливого сезону накопичують багато жиру: при його окисленні утворюється велика кількість води. Птахи та ссавці здатні регулювати втрати води з поверхні дихальних шляхів. Наприклад, верблюд, втративши воду, різко скорочує випаровування як із дихальних шляхів, і через потові залози.

У людини погано регулюється сольовий обмін, і тому вона не може довго обходитися без прісної води. Але рептилії та птахи, які проводять більшу частину життя в морських просторах і п'ють морську воду, придбали спеціальні залози, що дозволяють їм швидко позбавлятися надлишку солей.

Дуже цікаві пристосування, що розвиваються у тварин, що пірнають. Багато хто з них може порівняно довго обходитися без доступу кисню. Наприклад, тюлені пірнають на глибину 100-200 і навіть 600 м і перебувають під водою 40-60 хв. Що дозволяє ластоногим пірнати на такий тривалий термін? Це насамперед велика кількість особливого пігменту, що знаходиться в м'язах, – міоглобіну. Міоглобін здатний у 10 разів більше зв'язувати кисень, ніж гемоглобін. Крім того, у воді ціла низка пристосувань забезпечує набагато більш економне витрачання кисню, ніж при диханні на поверхні.

Шляхом природного відбору виникають і вдосконалюються пристрої, що полегшують пошук їжі або партнера для розмноження. Напрочуд чутливі органи хімічного почуття комах. Самців непарного шовкопряда приваблює запах ароматичної залози самки з відстані 3 км. У деяких метеликів чутливість рецепторів смаку в 1 тис. разів перевищує чутливість рецепторів людської мови. Нічні хижаки, наприклад, сови, чудово бачать в умовах слабкого освітлення. У деяких змій добре розвинена здатність до термолокації. Вони розрізняють з відривом об'єкти, якщо різниця їх температур становить лише 0,2 °З. Багато тварин чудово орієнтуються у просторі за допомогою ехолокації ( летючі миші, сови, дельфіни).

Відносний характер пристосованості організмів.Будова живих організмів дуже тонко пристосована до умов існування. Будь-який видовий ознака чи властивість, які мають пристосувальний характер, доцільні у цьому середовищі, у даних життєвих умовах. Так, всі особливості будови і поведінки кішки доцільні для хижака, що підстерігає видобуток в засідці: м'які подушечки на пальцях і пазурі, що втягуються, роблять ходу безшумною; величезна зіниця і висока чутливість сітківки, що дозволяють бачити у темряві; тонкий слух та рухливі вушні раковини, що дають можливість точно визначати місцезнаходження жертви; здатність тривалий час вичікувати появи видобутку та здійснювати блискавичний стрибок; гострі зуби, що утримують і розривають жертву. Так само організація комахоїдних рослин пристосована до лову і перетравлення комах і навіть дрібних хребетних (рис. 19.10).

Мал. 19.10.

Пристосування не з'являються у готовому вигляді, а є результатом відбору випадкових спадкових змін, що підвищують життєздатність організмів у конкретних умовах.

Жодна з пристосувальних ознак не забезпечує абсолютної безпекидля їхніх власників. Завдяки мімікрії більшість птахів не чіпає ос та бджіл, проте є серед них види, які їдять і ос, і бджіл, і їх наслідувачів. Їжак та птах-секретар без шкоди поїдають змій. Панцирь наземних черепах надійно захищає їх від ворогів, але хижі птахи піднімають їх у повітря і розбивають об землю.

Будь-які пристрої доцільні тільки в звичайній для виду обстановці. За зміни умов середовища вони виявляються марними чи шкідливими для організму. Постійне зростання різців гризунів - дуже важлива особливість, але лише при харчуванні твердою їжею. Якщо щура тримати на м'якій їжі, різці, не зношуючись, виростають до таких розмірів, що харчування стає неможливим.

Таким чином, будь-яка структура та будь-яка функція є пристосуванням до характерного для вигляду зовнішнього середовища або, як кажуть сучасні вчені, «тут і зараз». Еволюційні зміни – утворення нових популяцій та видів, виникнення чи зникнення органів, ускладнення організації – зумовлені розвитком пристосувань (адаптацій). Доцільність живої природи – результат історичного розвиткувидів у певних умовах, тому вона завжди відносна та має тимчасовий характер.

Опорні точки

• Турбота про потомство виникає як засіб забезпечення виживання виду на тлі високого ступеня розвитку нервової системита є однією з форм фізіологічних адаптацій.
• Будь-які пристосування, у тому числі і зумовлені поведінковими реакціями, відносні та доцільні лише у конкретних умовах існування.

Запитання та завдання для повторення

• 1. Чому у видів тварин, які піклуються про потомство, кількість нащадків зменшується? Наведіть приклади.
• 2. У чому полягає відносний характер пристосувальних ознак у організмів? Наведіть приклади, характерні для рослин та тварин.

Пристосованість організмів (адаптація) – це комплекс характерних рис, що дозволяють виживати у певній обстановці та залишати численне міцне продовження роду.

На звикання до умов, що виникають, впливають рушійні силиеволюції. Але умови ніколи не бувають постійними, вони змінюються, тому всі пристрої є відносними.

Білу куріпку, що зливається зі снігом, виявляє тінь. Організми з новими ознаками, що діють у певному діапазоні, можуть просто загинути, вийшовши за ці межі. Залишаються жити лише особини, що пристосувалися до новому середовищіу ході природного відбору.

Види пристосованості організмів

До морфологічних адаптацій відносять:

• Перетворення тіла, а саме: обтічність чи сплющеність форми, перетинчастість лап, густа шерсть.
• За допомогою маскування можна стати непомітним на тлі навколишнього середовища, стати схожим забарвленням та формою на лист, камінь, гілочку (комахи, риби).
• З покровительским і розчленовуючим забарвленням можна злитися з середовищем у ситуації (заєць – русак, яйця птахів, зебра).
• Застерігаюче забарвлення виділяється яскравим кольором, цятками, смужками, і потрібна для відлякування або попередження про напад (бджоли, змії, сонечка).
• Попередити і захистити себе, слабкого, від сильнішого, ставши схожим на нього забарвленням, формою тіла або поведінкою, називається мімікрією (тропічний вуж, муха – дзюркотлива, яйця зозулі).

Серед фізіологічних адаптацій виділяють:

• Підготовка до життя в умовах, що змінюються: - верблюд накопичує жир; - Утворення залоз, що позбавляють зайвої солі (морські рептилії та птиці). - локація тепла та звуку; - Впадання в сплячку.
• Поведінка: - чим менше дитинчат, тим більше про них турботи з метою збереження; - формування шлюбних пар на час відтворення потомства та життя у зграях з ускладненням умов (птахи, вовки). - відлякування (кобра, оскал та гарчання собаки, запах скунса). - наслідування пораненого або мертвого, затаювання (опоссум, жаба, птах). - Передбачливість (зимовий сон, запас кормів).
• За допомогою біохімічних пристосувань (спеціальна речовина) тварина може захищатися або нападати на ворога (отрути, антибіотик бактерій, особливі білки та жири).

Характер пристосованості організмів

Відбір природою залишає в живих лише тих, хто тільки пристосувався. Але найменші зміни навколишнього середовища можуть зробити марними або навіть шкідливими пристосування, які добре служили раніше.

У результаті виживають ті організми, які встигли пристосуватися швидше, а ті, що запізнилися, вимирають, даючи можливість утворитися новому виду. Подібні адаптації формуються дуже тривалий час природним шляхом і є відносними, тому що умови життя змінюються набагато швидше, ніж потрібні зміни у тварин.

Докази відносності пристроїв:

• способи захисту не універсальні (небезпечну для одних отруйну зміюз'їдає мангуст, їжак);
• у деяких випадках підводить інстинкт (нічний метелик летить за нектаром на світлу квітку, а може переплутати його з вогнем);
• орган, необхідний в одному середовищі, марний або шкідливий в інших умовах (гірські гуси з непотрібними їм перетинками);
• риба пристосована відокремлювати кисень із води, на суші вона цього зробити не зможе; - зелені комахине видно на траві, на чистому ґрунті їх швидко з'їдять.

Причини пристосованості організмів

Встановлено, що особини виду виживуть за умови, якщо швидше змінюватимуться, пристосовуючись до нових вимог середовища. Виникнення нових ознак та поява нового виду отримало назву філетичне видоутворення.

На сьогоднішній день помітно зменшилася різноманітність видів порівняно з кількома тисячами років тому. Виною тому є постійні зміни клімату, льодовикові періоди, виверження вулканів, землетруси, погіршення екологічної обстановки, варварське ставлення людей. Як результат – виживають організми, що найбільш пристосувалися, а основна причина пристосовуваності належить природному відбору.

Пристосованість організмів до довкілля

Щоб вижити, потрібно пристосуватися до умов життя, а воно вибере найкращих особин і прибере слабких. Всі тварини мешкають у різних частинахприроди і від цього залежить їх адаптивні ознаки.

Лабораторна робота пристосованість організмів

Лабораторні роботи, з проблемною ситуацією у змісті, необхідні розвитку самостійних навичок вивчення та дослідження об'єктів біології. Наявна проблема породжує гіпотези, версії, докази та вчить робити висновки. У кожній роботі є мета, питання, завдання та додатки. А хід роботи зручніше відобразити у таблиці.

приклад. Л. н. «Пристосованість до довкілля».

Ціль: визначити поняття про пристосованість тварин, тренувати вміння визначати адаптацію

Муху - дзюрчалку можна зустріти всюди, крім тундри та пустелі. Ця коротковуса двокрила комаха, схожа на осу, але зовсім невинна. Літають дзюрчалки дуже швидко. Доведено їх зв'язок із мурахами, джмелями, які ведуть суспільний спосіб життя.

Пристосованість організмів до факторів середовища

На будь-які живі організми діють природні фактори. До неживої природивідносяться: температура, зміна дня і ночі, пір року, особливість грунту, ландшафт, хімічний складповітря та води, шуми, випромінювання. Організми до цього пристосовуються, але впливати на ці умови, які називаються абіотичними факторами, не можуть.

Важливе значення для виживання тварин мають пристосування змін природи людиною (антропогенний чинник). Перебуваючи в природних спільнотах, всі живі жителі планети діляться на групи зі схожими ознаками адаптацій до окремо взятого фактора навколишнього середовища. Ці зміни можуть виражатися як зовні, і внутрішньо, зі зміною характеру поведінки.

Наприклад, температура тіла залежить від погодних умов у більшості представників тваринного світу. Це холоднокровні тварини. Вони реагують зниженням, то збільшенням швидкості обміну речовин. При уповільненні вони спостерігається анабіоз, що сприяє збереженню енергії. У теплокровних видів температура завжди постійна і впливає метаболізм. Є хижаки, які полюють на день, і є такі, які виходять тільки вночі. Домашні тварини активні переважно у денний час.

Приклади пристосованості організмів

Кінь може швидко бігати за допомогою широких зручних копит. Котячі здатні безшумно підкрадатися, втягуючи пазурі. Птахи полегшили своє тіло для польоту, позбавившись сечового міхура, одного яєчника, зубів і придбавши крила з різним оперенням.

Комахи - гусениці пристосувалися ставати схожими на листя рослини, гілочку. Крокодили мають спеціальні залози біля очей, що допомагають виводити зайву сіль. Верблюд запасає у горбах жир, при розщепленні якого вивільняється вода. Білий ведмідьзберігає тепло за допомогою шару підшкірного жиру та густого хутра, широкі лапи дозволяють ходити тонким льодом.

Вивчення пристосованості організмів

Спочатку, за часів панування релігії, стверджувалося, що живе Землі створив існуючий мудрий Бог. Що сама природа цього зробити не могла. Творець створив усіх такими, щоб вони могли виконувати те, що на них покладено. Цієї теорії дотримувався і К. Лінней.

Ж. Б. Ламарк стверджував те, що це організми народжуються зі здатністю змінюватися, а протягом життя їм залишається лише вдосконалювати ці вміння. Таким чином, виникають нові види з корисними властивостями. Але ця теорія не пояснює різне забарвлення пташиних яєць та користь колючок для їжака.

Ч. Дарвін висловив думку; «…якщо тварина чи рослина можуть пережити різку зміну клімату чи інші умови, саме його нащадки стануть найпоширенішими». Новий ознака передається потомству, якщо він сприяє виживанню.

Сучасні вчені, вивчаючи адаптацію, дійшли висновку, що кожна корисна мінливість настає пізніше за потрібний час. Деякі нові ознаки навіть завдають шкоди тварині в умовах, що змінилися раптом.

• Вилороги посідають друге місце серед усіх тварин за швидкістю бігу. Але особлива ознака – це м'язи, що змінюють нахил вовни. Ця здатність допомагає у спеку чи холод. А головне, побачивши небезпеку, спостерігач розпушує волосся свого заду, що одразу помічає всю череду.
• Секрет кликача, антарктичної рибини, у тому, що за допомогою особливого білка, що діє як антифриз, його кров залишається незамерзлою навіть за температури мінус 2 градуси.
• Африканській рибі протоптеру, яка може спати до 4-х років, позаздрить навіть ведмідь. Вона є дводихання, маючи поряд із зябрами ще й легеневу систему.
• Жаба – водонос спить у своєму укритті зі слизу, чекаючи на новий дощ, цілих сім.
• Птах гриф не тільки санітар – з'їдає падаль, а може й охолодити своє тіло, помочивши на оперення.

Висновки

Кожен організм найкраще пристосований до тих умов, де йому доводиться жити. Ця зміна служить тільки там, де вона купувалась, тому вважається відносною. Природний відбірзалишає особин лише з ознаками, які витримали найбільше відхилення значимості певного чинника середовища.

Завдяки добору виживають організми, що найкраще пристосовані до навколишніх умов, але завжди пристосування мають відносний характер. Досить незначних змін у навколишньому середовищі, як те, що було корисним у колишніх умовах, втрачає своє пристосувальне значення.

Приклади відносних пристроїв

Уссурійський тигр має заступне забарвлення, добре приховує його в заростях влітку, але взимку, після того, як випадає сніг, забарвлення демаскує хижака. З настанням осені заєць-біляк линяє, але якщо випадання снігу затримується, то заєць, що побілів, на темному тлі оголених полів стає добре помітним.

Ознаки організму навіть у умовах, у яких збереглися відбором, будь-коли досягають абсолютної досконалості. Так, яйце аскариди добре захищене від впливу отрут, але швидко гине від нестачі вологи та від високої температури.

Отруйні залози - надійний захист багатьох тварин, але отрута каракурта, смертельна для верблюдів та великої рогатої худоби, безпечна для овець та свиней. Гадюка не становить небезпеки для їжака.

Стебла молоча не поїдають травоїдними ссавцями, але залишаються беззахисними проти гусениць молочайного бражника і т.д. Відбір має широке поле діяльності для подальшого вдосконалення пристосувань.

Якщо умови змінюються, то пристосування, які раніше були доцільними, перестають бути такими. Тоді з'являються нові пристосування, а форми, які раніше були доцільними, вимирають.