Μάθημα βιολογίας. Θέμα: «Η προσαρμογή των οργανισμών στο περιβάλλον ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής». Η καταλληλότητα των οργανισμών είναι το αποτέλεσμα της δράσης εξελικτικών παραγόντων. Σχετική φύση της φυσικής κατάστασης Προσαρμοστικότητα των οργανισμών στις συνθήκες

Κάθε οργανισμός είναι εντυπωσιακά προσαρμοσμένος σε ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτή η προσαρμοστικότητα εκδηλώνεται στα χαρακτηριστικά του εξωτερικού και εσωτερική δομή, στη συμπεριφορά, στην αναπαραγωγή και στη φροντίδα των απογόνων.

Σε εξωτερική δομήκύρια παραδείγματα προσαρμοστικότητας είναι το σχήμα του σώματοςκαι ειδικά μέσα προστασίας. Για παράδειγμα, το εξορθολογισμένο σχήμα του σώματος των ψαριών και των πουλιών, το παράξενο σχήμα των ζώων που κρύβονται ενώ περιμένουν το θήραμα ή κρύβονται από τους εχθρούς (ιππόκαμπος που συλλέγει κουρέλια, ψάρια κλόουν). Τα αγκάθια του σκαντζόχοιρου και του σκαντζόχοιρου προστατεύουν αυτά τα ζώα από τους εχθρούς.

Ζωντανά παραδείγματαγυμναστήριο είναι προστατευτικά χρώματατων ζώων: προστατευτικός, προειδοποίηση, διακωμώδηση(Εικ. 346). Προστατευτικός χρωματισμός πράσινης ακρίδας, μαντίς που προσεύχεται, πουλιά που εκκολάπτουν αυγά στο έδαφος. Προειδοποιητικά χρώματα σε δηλητηριώδη ή τσιμπημένα ζώα. Για παράδειγμα, οι σφήκες, οι μέλισσες, οι πασχαλίτσες είναι μη βρώσιμες και, με τα έντονα χρώματά τους, φαίνεται να προειδοποιούν για κίνδυνο. Διακωμώδηση- ομοιότητα με μη βρώσιμα αντικείμενα ή δηλητηριώδη ζώα που έχουν προειδοποιητικό χρώμα. Για παράδειγμα, μια γυάλινη πεταλούδα μοιάζει πολύ με μια σφήκα, μια μύγα μελισσών μοιάζει με μέλισσα, μια μύγα μέλισσας μοιάζει με μέλισσα, ένα έντομο ραβδί μοιάζει με κλαδί.

Εκτός από το σχήμα του σώματος και το χρώμα, έχει και μεγάλη σημασία προσαρμοστική συμπεριφοράτων ζώων. Για παράδειγμα, πολλά τρωκτικά αποθηκεύουν τροφή για το χειμώνα, μερικά ζώα κρύβονται σε περιόδους κινδύνου και πολλά χαρακτηρίζονται από τρομακτική συμπεριφορά.

Η προσαρμοστικότητα εμφανίζεται επίσης σε χαρακτηριστικά αναπαραγωγής και φροντίδας των απογόνων. Πολλά ψάρια προστατεύουν τα αυγά τους (το αρσενικό του τρίκλωνου ραβδί φτιάχνει ακόμη και φωλιά, διοχετεύει νερό πάνω από τα αυγά με τα πτερύγια του, «κοπαδεύει» τις προνύμφες στην αρχή), μερικά φέρουν αυγά στο στόμα τους (τιλάπια). Εάν η φροντίδα για τους απογόνους εκφράζεται ελάχιστα, τότε σε αυτή την περίπτωση τα ζώα έχουν πολύ υψηλή γονιμότητα, όπως παρατηρείται στα ασπόνδυλα και στα κατώτερα σπονδυλωτά, δηλαδή τηρούνται οι κανόνες - " λιγότερο είναι περισσότερο, περισσότερο είναι λιγότερο«- όσο λιγότεροι απογόνοι, τόσο περισσότερη φροντίδα γι’ αυτόν και αντίστροφα.

Αλλά οποιαδήποτε προσαρμογή συγγενής: είναι σκόπιμο μόνο σε συγκεκριμένες συνθήκες, όταν αλλάζουν, οι προσαρμογές αποδεικνύονται άχρηστες για τον οργανισμό. Για παράδειγμα, οι βελόνες σώζουν έναν σκαντζόχοιρο στη στεριά· στο νερό, ένας σκαντζόχοιρος γυρίζει και γίνεται ανυπεράσπιστος απέναντι σε μια αλεπού.

Έτσι, η θεωρία του Κάρολου Δαρβίνου έδωσε απαντήσεις στα κύρια ερωτήματα της βιολογικής επιστήμης: πώς προέκυψε η ποικιλομορφία και η εκπληκτική προσαρμοστικότητα των ειδών. Το υλικό για επιλογή παρέχει κληρονομική, μεταλλακτική μεταβλητότητα· ως αποτέλεσμα της σεξουαλικής αναπαραγωγής (συνδυαστική μεταβλητότητα), αυτές οι μεταλλάξεις εξαπλώνονται και εμπίπτουν στον έλεγχο της φυσικής επιλογής. Ως αποτέλεσμα επιλογής από μια ποικιλία διαφορετικών, μη κατευθυνόμενων μεταλλάξεων, τα άτομα με μεταλλάξεις που είναι χρήσιμες για δεδομένες συνθήκες επιβιώνουν κυρίως. Ως αποτέλεσμα της απόκλισης, της απόκλισης των χαρακτήρων, οι διαφορές γίνονται τόσο σοβαρές που συμβαίνει γενετική απομόνωση, οδηγώντας στο σχηματισμό νέων ειδών.

Θέα. Δείτε τα κριτήρια

Είδη - ένα σύνολο ατόμων που έχουν κληρονομική ομοιότητα μορφολογικών, φυσιολογικών και βιοχημικών χαρακτηριστικών, διασταυρώνονται ελεύθερα και δίνουν γόνιμους απογόνους, προσαρμοσμένους σε ορισμένες συνθήκες διαβίωσης και καταλαμβάνουν μια συγκεκριμένη περιοχή στη φύση - μια περιοχή.

Τα χαρακτηριστικά με τα οποία τα είδη διαφέρουν μεταξύ τους ονομάζονται κριτήρια ειδών. Υπάρχουν τα ακόλουθα κριτήρια τύπου.

© Μορφολογικό κριτήριοσυνεπάγεται την εξωτερική ομοιότητα ατόμων που ανήκουν στο ίδιο είδος. Μερικές φορές όμως τα άτομα του ίδιου είδους είναι πολύ διαφορετικά (νάκτορας και μεγάλος δανός), ή το αντίστροφο, υπάρχουν είδη που μορφολογικά είναι σχεδόν αδιάκριτα, τα λεγόμενα αδελφό είδοςπου δεν διασταυρώνονται είναι γενετικά απομονωμένα. Για παράδειγμα, δύο είδη μαύρων αρουραίων: το ένα είδος έχει 38 χρωμοσώματα στον καρυότυπο, το άλλο έχει 42. Επομένως, το ένα μορφολογικό κριτήριοδεν αρκεί για τον προσδιορισμό των ειδών.

© Η κύρια είναι γενετικό κριτήριο: κάθε είδος έχει τον δικό του καρυότυπο - το δικό του σύνολο χρωμοσωμάτων. Τα είδη συνήθως διαφέρουν ως προς τον αριθμό και τη δομή των χρωμοσωμάτων. Αυτό το κριτήριο είναι που παρέχει γενετική απομόνωση, μη διασταύρωση μεταξύ ατόμων ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Ακόμη και αν εμφανιστούν μεσοειδικά υβρίδια, είναι στείρα, η διαδικασία σχηματισμού γεννητικών κυττάρων διαταράσσεται. Μερικές φορές όμως αυτό το κριτήριο αποτυγχάνει, καθώς μπορεί να εμφανιστούν γόνιμοι απόγονοι όταν διασταυρώνονται άτομα που ανήκουν σε διαφορετικά είδη.

© Τα άτομα του ίδιου είδους είναι παρόμοια σε όλες τις φυσιολογικές διεργασίες - διατροφή, αναπνοή, απέκκριση, αναπαραγωγή, η οποία βασίζεται φυσιολογικό κριτήριο. Οι διαφορές στη φυσιολογία της αναπαραγωγής είναι ιδιαίτερα σημαντικές: στη δομή της αναπαραγωγικής συσκευής, στο χρονοδιάγραμμα της αναπαραγωγής.

© Βιοχημικό κριτήριο- σύγκριση οργανικών μακρομορίων σε διάφορα είδη, κυρίως σύγκριση DNA και πρωτεϊνών. Με την ομοιότητα στη δομή του DNA και των πρωτεϊνών, μπορεί κανείς να δείξει με αρκετή πιθανότητα πόσο στενοί συγγενείς είναι ορισμένα είδη. Για παράδειγμα, η αιμοσφαιρίνη του χιμπατζή δεν διαφέρει σε αλληλουχία αμινοξέων από την ανθρώπινη αιμοσφαιρίνη.

© Γεωγραφικό κριτήριοείναι η περιοχή στην οποία ζει το είδος (βιότοπος). Μερικά ενδημικά είδη έχουν μικρή εμβέλεια, υπάρχουν είδη - κοσμοπολίτες, που διανέμονται παντού. Αλλά οι περιοχές εξάπλωσης των διαφορετικών ειδών συχνά αλληλοεπικαλύπτονται, επομένως αυτό το κριτήριο δεν μπορεί να είναι καθοριστικό.

© Κάθε είδος είναι προσαρμοσμένο σε ορισμένες συνθήκες ύπαρξης, σε ορισμένους περιβαλλοντικούς παράγοντες που αποτελούν τη βάση οικολογικό κριτήριο. Για παράδειγμα, πολική αρκούδαπροσαρμοσμένο σε ορισμένους περιβαλλοντικούς παράγοντες, καφέ - σε άλλους.

Για να διαπιστωθεί η υπαγωγή του είδους, δεν μπορεί κανείς να βασιστεί σε ένα από τα κριτήρια, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η ολότητά τους.

Η βιολογία γνωρίζει πολλές περιπτώσεις όταν μια ομάδα που κατά λάθος αποσχίστηκε από τον κύριο πληθυσμό μπορεί, σε λίγους αιώνες, να σχηματίσει μια εντελώς το νέο είδος. Μερικές φορές μάλιστα συμβαίνει ότι, ταυτόχρονα, άτομα του μητρικού είδους συνεχίζουν να ζουν στην ίδια περιοχή.

Υπάρχουν επίσης πολλά παραδείγματα όπου τα είδη αναγκάζονται να ζουν σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Συχνά, η «αλλαγή» αναφέρεται στη συνεχή επιδείνωση κάποιου ζωτικού δείκτη. Όταν βρίσκεται εκτός αυτής της περιοχής, το είδος τις περισσότερες φορές απλώς πεθαίνει.

Προϋποθέσεις επιβίωσης

Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το είδος έχει πιθανότητες επιβίωσης μόνο εάν αρχίσει να αλλάζει ενεργά, προσαρμοζόμενο σε δραματικά μεταβαλλόμενες συνθήκες. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται phyletic speciation. Σε αυτή την περίπτωση, όχι μόνο σχηματίζεται η προσαρμοστικότητα των οργανισμών στο περιβάλλον, αλλά αναπτύσσονται εντελώς νέα σημάδια για τα ζωντανά όντα.

Εκατομμύρια είδη ζουν πλέον στον πλανήτη μας. Δεν είναι αυτό απόδειξη της δύναμης της ζωής, της συνεχούς μεταβλητότητάς της;! Δυστυχώς, πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια υπήρχαν πολύ περισσότερα ζωντανά όντα. Αρκετές εποχές παγετώνων και συνεχείς κλιματικές διαταραχές έχουν οδηγήσει στο γεγονός ότι η ποικιλότητα των ειδών έχει μειωθεί απότομα. Μόνο οι ισχυρότεροι επέζησαν.

Σημαντικά παραδείγματα προσαρμογών

Από αμνημονεύτων χρόνων, η έξυπνη αντιστοιχία των οργάνων των έμβιων όντων και η λειτουργία που επιτελούν έχει προσελκύσει την προσοχή των ανθρώπων: προσπάθειες δημιουργίας ανεμόπτερου με φτερό σε σχήμα πουλιού, κατασκευή πλοίων με περιγράμματα που μοιάζουν με σώματα θαλάσσια ψάρια. Αλλά πολύ πιο εντυπωσιακή είναι η τέλεια, αρμονική αντιστοιχία εμφάνισηζώα και φυτά με το φυσικό τους περιβάλλον.

Φυσικά, τα παραδείγματα είναι άπειρα. Και ως εκ τούτου, στο πλαίσιο αυτού του άρθρου, υπάρχει η ευκαιρία να μιλήσουμε μόνο για ορισμένα ζωντανά πλάσματα, των οποίων τα χαρακτηριστικά προσαρμογής στο περιβάλλον αποδεικνύουν πιο ξεκάθαρα και ξεκάθαρα την ορθότητα του Δαρβίνου.

Πουλιά

Έτσι, ο άνθρωπος γνώριζε από καιρό τη σημασία του προστατευτικού χρωματισμού για τα πουλιά, καθώς και για τους νεοσσούς και τα αυγά τους ιδιαίτερα. Στον αγριόπτερο, τη μαύρη πέρδικα και την πέρδικα (ανοιχτά φωλιάζουν), το τσόφλι του αυγού συγχωνεύεται σχεδόν τέλεια με το φόντο της γύρω περιοχής. Γενικά, το πίσω μέρος του θηλυκού δεν διακρίνεται επίσης από το γύρω τοπίο όταν το βλέπει κανείς από το πλάι. Το πιο ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι τα θηλυκά και τα αυγά των πτηνών που φωλιάζουν σε κοιλότητες και άλλα κρυφά μέρη έχουν συχνά πολύ έντονο χρώμα (οι ίδιοι παπαγάλοι, για παράδειγμα).

έντομα

Ποια χαρακτηριστικά προσαρμογής στο περιβάλλον έχουν τα έντομα; Λοιπόν, είναι ακόμα πιο πολλοί από όλους τους εκπροσώπους αυτής της τάξης. Νομίζουμε ότι όλοι γνωρίζουν την εκπληκτική ομοιότητα των εντόμων ραβδιών με τα ξερά κλαδιά. Κάποια έρευνα σε αυτόν τον τομέα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τον στρατό στον τομέα της δημιουργίας στολών παραλλαγής «δάσους».

Ωστόσο, τα σώματα πολλών κάμπιων θυμίζουν πολύ κλαδιά και τα φτερά των πεταλούδων μπορούν να περάσουν για τα φύλλα των δέντρων της περιοχής όπου ζουν. Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτή την περίπτωση υπάρχει ένας αρμονικός συνδυασμός της προστατευτικής μορφής του σώματος και του προστατευτικού χρωματισμού. Μερικές πεταλούδες, όταν συγχωνεύονται με το περιβάλλον τους, είναι δύσκολο να διακριθούν από τα φύλλα ακόμη και σε κοντινή απόσταση. Εάν γνωρίζετε λίγο πολύ τη βιολογία, τότε φαντάζεστε τέλεια όλη την ποικιλομορφία της κατηγορίας των εντόμων. Μπαίνοντας σε ένα δάσος ή ένα χωράφι, δεν βλέπετε περισσότερο από το 2-3% του συνολικού αριθμού τους. Τα υπόλοιπα είναι απλώς μεταμφιεσμένα.

Αλλά! Δεν πρέπει να υποθέσουμε ότι τα παραδείγματα της καταλληλότητας των οργανισμών περιορίζονται σε κοινότυπη μεταμφίεση. Θυμηθείτε τον προσαρμοστικό χρωματισμό, όταν τα έντονα χρώματα, τα «πολύχρωμα» έντομα απλά δεν είναι δημοφιλή στα αρπακτικά, αφού γνωρίζουν καλά τις έντονα αρνητικές διατροφικές τους ιδιότητες. Έτσι, ένα τσιμπούκι ή ένα σπουργίτι, έχοντας δοκιμάσει μια-δυο φορές στα νιάτα τους να φάνε ένα ζωύφιο-στρατιώτη, μέχρι το τέλος της ζωής τους θυμούνται την καυστική, δηλητηριώδη γεύση τους.

Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά της προσαρμοστικότητας των οργανισμών στο περιβάλλον περιλαμβάνουν τη μίμηση. Αυτό το φαινόμενο μοιάζει με πατρονικό χρωματισμό, αλλά «αντίθετα». Έτσι, κάποιοι ανυπεράσπιστοι και βρώσιμα είδημπορούν να μιμηθούν τέλεια εκείνα τα έντομα που είναι δηλητηριώδη ή έχουν αποκρουστική γεύση. Για παράδειγμα, οι σφήκες μοιάζουν πολύ με τις σφήκες, τις οποίες φοβούνται ακόμη και πολλά πουλιά. Όλα αυτά υποδηλώνουν ότι η προσαρμοστικότητα των οργανισμών στις περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ακριβώς ο ίδιος προσαρμοστικός, προσαρμοστικός χαρακτήρας.

ανώτερα θηλαστικά

Όλα αυτά φαίνονται στο παράδειγμα των ανώτερων θηλαστικών. Ο χρωματισμός των ζέβρες μας φαίνεται φωτεινός και ακόμη και κάπως γελοίος, μόνο που επαναλαμβάνει τέλεια την εναλλαγή φωτός και σκιάς στα πυκνά γρασίδι, που επιτρέπει σε αυτά τα ζώα να μεταμφιεστούν τέλεια στη σαβάνα. Αυτόπτες μάρτυρες επιβεβαιώνουν ότι απροετοίμαστοι άνθρωποι μερικές φορές δεν παρατηρούν ζέβρες ακόμη και σε ανοιχτούς χώρους, από απόσταση μόλις 50-70 μέτρων.

Αλλα χαρακτηριστικά

Μερικά έμβια όντα έχουν μια ακόμη πιο εκπληκτική και αποτελεσματική προσαρμογή Είναι περίπουσχετικά με τους χαμαιλέοντες και τους χυλώνες, που μπορούν να αλλάξουν το χρώμα του σώματός τους ανακατανέμοντας οργανικές χρωστικές στα χρωματοφόρα του δέρματος. Μην ξεχνάτε ότι ο προστατευτικός χρωματισμός και άλλοι προστατευτικοί παράγοντες βελτιώνουν δραματικά την αποτελεσματικότητά τους, υπό την προϋπόθεση της κατάλληλης συμπεριφοράς. Αυτό περιλαμβάνει το αντανακλαστικό κατάψυξης, τη λήψη στάσης ηρεμίας, η οποία είναι χαρακτηριστική για έναν τεράστιο αριθμό ζωικών ειδών.

Από πού αποκτούν αυτή την ικανότητα τα ζωντανά όντα;

Γενικά, από πού προήλθε η προσαρμοστικότητα των οργανισμών στο περιβάλλον; Γενικά, στο προηγούμενο μέρος, έχουμε ήδη εκφράσει τη γνώμη του μεγάλου Δαρβίνου: εάν ένα ζώο ή φυτό μπορεί να επιβιώσει από απότομη αλλαγή στο κλίμα ή σε άλλες συνθήκες, τότε οι απόγονοί του θα γίνουν οι πιο συνηθισμένοι. Έτσι, ο κύριος λόγος για την εμφάνιση κάποιων νέων προσαρμογών στα έμβια όντα είναι ακριβώς η φυσική επιλογή. Ας το δείξουμε αυτό με ένα πρακτικό παράδειγμα συζητώντας τη ζωή της οικογένειας των πτηνών των αγριόπετενων που ζουν στον κάτω θόλο του δάσους.

Δομικά χαρακτηριστικά

Ας θυμηθούμε τα κύρια χαρακτηριστικά εξωτερική δομήαυτά τα πουλιά: το ράμφος είναι κοντό, δεν παρεμβαίνει στο ράμφισμα της τροφής απευθείας από το δάσος (συμπεριλαμβανομένης της κάλυψης του χιονιού). στα πόδια - ένα παχύ υπόστρωμα με κρόσσια, με τη βοήθεια του οποίου μπορούν να περπατήσουν με ασφάλεια ακόμη και σε βαθύ χιόνι. Τα δομικά χαρακτηριστικά του φτερού τους επιτρέπουν να περνούν τις νύχτες τους θαμμένοι με τα κεφάλια στο χιόνι και τα κοντά, φαρδιά φτερά κάνουν τα μαύρα πτηνά λίγα από τα πουλιά που μπορούν να απογειωθούν απευθείας, σχεδόν κάθετα.

Θα ήταν πολύ λογικό να υποθέσουμε ότι οι μακρινοί πρόγονοί τους δεν είχαν καθόλου τέτοιες συσκευές. Πιθανότατα, μετά από αλλαγή ορισμένων περιβαλλοντικών παραγόντων (έγινε πιο κρύο), αναγκάστηκαν να προσαρμοστούν σε ένα δραματικά αλλαγμένο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένου του κρύου.

Αλλαγή διαδικασίας

Νέες μεταλλάξεις εμφανίζονταν συνεχώς, οι διάφοροι συνδυασμοί τους εμφανίζονταν κατά τη διασταύρωση και η αφθονία των κυμάτων έκανε τον πληθυσμό πιο ετερογενή και σταθερό. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι τα πουλιά διακρίνονταν μεταξύ τους από μια σειρά από σημάδια: κάποιος είχε κρόσσια στα δάχτυλά τους, μερικά άτομα είχαν κοντό ράμφος ή φτερά.

Ποια είναι η προσαρμογή των οργανισμών στο περιβάλλον; Το γεγονός είναι ότι κατά τη διάρκεια της σταθεράς, μόνο εκείνα τα πουλιά επέζησαν, οι δομικές παράμετροι των οποίων οι περισσότερες αντιστοιχούσαν στον περιβάλλοντα κόσμο. Στη διαδικασία της επιλογής, μόνο αυτοί άφησαν περισσότερους απογόνους και ήταν αυτοί που επέζησαν πιο συχνά και σε αριθμούς που επαρκούσαν για να σχηματίσουν έναν νέο πληθυσμό. Η νέα γενιά έφερε μαζί της νέες μεταλλάξεις και η όλη διαδικασία επαναλήφθηκε από την αρχή.

Ενοποίηση χρήσιμων χαρακτηριστικών και ποιοτήτων

Σίγουρα ανάμεσα στις μεταλλάξεις υπήρχαν εκείνες που ενίσχυσαν και καθόρισαν την εκδήλωση των σημείων που εμφανίστηκαν νωρίτερα. Φυσικά, τα πουλιά στα οποία εκδηλώθηκαν αυτές οι αλλαγές είχαν σημαντικά περισσότερες πιθανότητες όχι μόνο να επιβιώσουν, αλλά και να δώσουν στη συνέχεια απογόνους. Με την πάροδο των γενεών, όλα αυτά τα σημάδια συσσωρεύτηκαν και εδραιώθηκαν μέχρι να εμφανιστούν εκείνες οι μαύρες πέρκες που γνωρίζουμε τώρα.

Οι αντιφάσεις της θεωρίας του Λαμάρκ

Όπως γνωρίζετε, η θεωρία του Δαρβίνου είναι θεμελιωδώς διαφορετική από την υπόθεση που διατυπώθηκε από τον Jean-Baptiste Lamarck. Ο τελευταίος είπε ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να αλλάξουν υπό την επίδραση του περιβάλλοναλλά μόνο προς την κατεύθυνση που τους είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Αλλά αυτό είναι παράλογο: τι είδους επιρροή θα μπορούσε να συμβάλει στην εμφάνιση αγκάθων στους σκαντζόχοιρους;

Μόνο η επίδραση της φυσικής επιλογής μπορεί να εξηγήσει την εμφάνιση μιας τόσο χρήσιμης προσαρμογής. Υποτίθεται ότι οι πολύ μακρινοί πρόγονοι των σκαντζόχοιρων μπόρεσαν να επιβιώσουν, καλύπτοντας όλο και πιο χοντρά μαλλιά. Το να παραμείνουν ζωντανοί και να δώσουν απογόνους αποδείχτηκε ένα πλεονέκτημα για εκείνους τους «πρωτο-Σκαντζόχοιρους» που είχαν την τύχη να έχουν τη μεγαλύτερη και σκληρότερη ράχη.

Άλλα «τσιμπήματα» παραδείγματα

Ακριβώς το ίδιο μονοπάτι ακολούθησαν και οι σκαντζόχοιροι από τη Μαδαγασκάρη. Μιλάμε για tenrecs και μερικά είδη φραγκόσυκων ποντικών και χάμστερ.

Έχει τουλάχιστον κάποια η προσαρμογή των οργανισμών στο περιβάλλον κοινά χαρακτηριστικά? Οι επιστήμονες προτείνουν ότι ο μηχανισμός για την εμφάνιση τέτοιων συσκευών παραμένει κοινός σε όλες τις περιπτώσεις: γεγονός είναι ότι δεν εμφανίζονται αμέσως, ούτε σε μία ή δύο γενιές. Αντίθετα, η εμφάνισή τους είναι μια μακρά και πολύπλοκη διαδικασία. Δεν πρέπει ποτέ να ξεχνάμε ότι η εξελικτική πορεία είναι γεμάτη αδιέξοδα και ανεπιτυχείς «τεχνικές λύσεις» της φύσης. Θα μιλήσουμε για αυτό τώρα.

Fitness Relativity

Στην περίοδο πριν από τον Δαρβίνο, η προσαρμοστικότητα των ζώων στο περιβάλλον τους χρησίμευσε ως ομόφωνη απόδειξη της ύπαρξης του Κυρίου και της απέραντης σοφίας του Δημιουργού: πώς θα μπορούσε η φύση, χωρίς τέτοια «καθοδήγηση», να τακτοποιήσει ανεξάρτητα ο κόσμοςμε τόσο λογικό, ισορροπημένο τρόπο!;

Επικράτησε η άποψη ότι κάθε χαρακτηριστικό οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού ήταν απολύτως τέλειο και αντιστοιχούσε ακριβώς στο έργο που του ανατέθηκε. Έτσι, η προβοσκίδα που επεκτείνεται στην προβοσκίδα τη βοηθά να εξάγει νέκταρ ακόμη και από τα πιο «σύνθετα» λουλούδια και η προσαρμοστικότητα των φυτών στο βιότοπο με τη μορφή χονδρών κορμών κάκτων και άλλων παχύφυτων είναι ιδανική για αποθήκευση νερού για μεγάλο χρονικό διάστημα. χρόνος.

Δυστυχώς, ακόμη και πολλοί σύγχρονοι επιστήμονες συνεχίζουν να αντιμετωπίζουν τη φύση ως έναν λαμπρό γλύπτη, κάθε δημιουργία του οποίου είναι τέλεια και αλάνθαστη. Αλλά! Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ξεκάθαρα ότι αυτό απέχει πολύ από την περίπτωση!

Η σύγχρονη μελέτη της προσαρμοστικότητας στο περιβάλλον έχει δείξει ότι όλες οι αλλαγές είναι πάντα σχετικές, αφού σχηματίζονται πολύ πιο αργά από την πραγματική αλλαγή των περιβαλλοντικών συνθηκών. Αντίστοιχα, πολλά χαρακτηριστικά μπορεί να αποδειχθούν περιττά, ακόμη και άμεσα επιβλαβή για το σώμα, εάν ο κόσμος γύρω αλλάξει.

Στοιχεία για τη Σχετικότητα

Η απόδειξη του γεγονότος ότι η ικανότητα των ζωντανών οργανισμών είναι μια πολύ, πολύ σχετική έννοια είναι τα ακόλουθα παραδείγματα:

• Από ορισμένους εχθρούς, οι προστατευτικές συσκευές είναι πολύ αποτελεσματικές, αλλά από άλλα ζώα δεν σώζονται πολύ καλά. χαρούμενος να τρώει σαλιγκάρια κώνου, και δηλητηριώδη τριχωτές κάμπιεςπεριλαμβάνει τον κούκο στη διατροφή του.
• Δεν είναι όλα τα ζωικά αντανακλαστικά πραγματικά πρόσφορα και δεν συσχετίζονται επαρκώς με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Σκεφτείτε τις νυχτερινές πεταλούδες που συλλέγουν γύρη από ανοιχτόχρωμα λουλούδια που είναι καθαρά ορατά τη νύχτα: πετούν εξίσου γρήγορα στις φλόγες των πυρκαγιών και των κεριών, αν και πεθαίνουν στη διαδικασία.
• Τα όργανα προσαρμογής, που σε ένα περιβάλλον είναι πραγματικά χρήσιμα, σε άλλες συνθήκες αποδεικνύονται επιβλαβή έως και επικίνδυνα. Έτσι, όσοι δεν κατεβαίνουν ποτέ στο νερό στη ζωή τους έχουν μεμβράνες στα πόδια τους.
• Οι κάστορες, ένας από τους καλύτερους «μηχανικούς» στη φύση, κατασκευάζουν ενεργά φράγματα ακόμα και σε λιμναστικές λιμνούλες και πισίνες, κάτι που είναι σπατάλη ενέργειας.

Η σχετικότητα είναι ιδιαίτερα έντονη στην περίπτωση εκείνων των ζώων των οποίων η πατρίδα βρίσκεται στην άλλη άκρη του κόσμου. σφαίρα, που όμως μεταφέρθηκαν από τον άνθρωπο σε έναν εντελώς νέο βιότοπο για αυτούς. Με απλά λόγια, είναι η πιο αποκαλυπτική και πειστική απόδειξη ότι η φύση απέχει πολύ από το να είναι πάντα αλάνθαστη.

Ενότητες: Βιολογία

Στόχος:να διαμορφώσει τις γνώσεις των μαθητών σχετικά με την προσαρμοστικότητα των οργανισμών στο περιβάλλον.

Καθήκοντα:

εκπαιδευτικός: ο σχηματισμός γνώσεων σχετικά με τους διάφορους τρόπους προσαρμογής των οργανισμών στο περιβάλλον.

ανάπτυξη: ικανότητα εργασίας με ένα σχολικό βιβλίο, ανάλυση, σύγκριση, επισήμανση του κύριου πράγματος, σκέψη λογικά

εκπαιδευτικό: προώθηση της αισθητικής αγωγής, διαμόρφωση επιστημονικής κοσμοθεωρίας.

Εξοπλισμός: πίνακας «Η φυσική κατάσταση και η σχετική φύση της», φωτογραφίες, σχέδια, συλλογές φυτικών και ζωικών οργανισμών, παρουσίαση.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Με τη μορφή μετωπικής συνομιλίας προτείνεται να απαντηθούν ερωτήσεις.

1. Πώς εξηγείται η προσαρμοστικότητα των έμβιων όντων στο περιβάλλον;

2. Πώς προέκυψε η ποικιλία των ειδών που υπάρχουν στη φύση;

3. Γιατί παρατηρείται αύξηση στην οργάνωση των έμβιων όντων στην πορεία της εξέλιξης;

Στις ερωτήσεις: ποια εξήγηση για την ικανότητα των οργανισμών ήταν ευρέως διαδεδομένη τον 18ο αιώνα; Πώς εξήγησε ο Λαμάρκ αυτά τα φαινόμενα; - Οι μαθητές δίνουν εύκολα απαντήσεις, οι οποίες ο δάσκαλος γενικεύει την παρατήρηση σχετικά με τις αντιφάσεις μεταξύ των επιστημονικών γεγονότων, αποκαλύπτοντας την τελειότητα του οργανικού κόσμου και τις τότε προσφερόμενες εξηγήσεις.

Οι μαθητές σε ομάδες λαμβάνουν εργασίες και διάφορα αντικείμενα για εργασία:

Εξετάστε τους καρπούς και τους σπόρους της σημύδας, του πεύκου, της πικραλίδας, της παπαρούνας κ.λπ. και προσδιορίστε τη φύση της προσαρμοστικότητας τους στη διανομή.

Οι μαθητές καταγράφουν τα αποτελέσματα της εργασίας τους σε έναν πίνακα.

Κάθε ομάδα μαθητών κάνει μια αναφορά για τα αποτελέσματα της εργασίας, επιδεικνύοντας αντικείμενα. Στη συνέχεια, με βάση τα συμπεράσματα από τις ομάδες, γίνονται γενικεύσεις για διάφορες προσαρμογές στο ίδιο περιβάλλον.

Θα πρέπει να δοθεί μεγάλη προσοχή στην εξήγηση της εμφάνισης προσαρμογών σύμφωνα με τη θεωρία της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου σε σύγκριση με την εξήγηση του Λαμάρκ.

Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι οι μαθητές μπορούν να εξηγήσουν σωστά από τη σκοπιά των διδασκαλιών του Δαρβίνου πώς προέκυψε αυτή ή εκείνη η προσαρμογή.

Διαβάζεται και αναλύεται η περιγραφή του σχηματισμού μακριών ποδιών και μακριού λαιμού κατά τον Λαμάρκ και τον Δαρβίνο.

Στη συνέχεια ζητείται από τους μαθητές να εξηγήσουν την εμφάνιση:

• λευκό χρώμα των πολικών ζώων.
• βελόνες σκαντζόχοιρου?
• κοχύλια σε μαλάκια?
• το άρωμα ενός άγριου τριαντάφυλλου.
• ομοιότητες μιας κάμπιας σκώρου με έναν κόμπο

Όταν απαντούν, οι μαθητές δίνουν εξηγήσεις για τα γεγονότα με βάση τις διδασκαλίες του Δαρβίνου, οι συγκρίσεις με την πιθανή ερμηνεία των ίδιων παραδειγμάτων σύμφωνα με τον Λαμάρκ αποκαλύπτουν την ιδεολογική του ουσία.

Η κύρια προσοχή δίνεται στην αποσαφήνιση των λόγων για τους οποίους η θεωρία του Λαμάρκ ήταν ανίκανη να εξηγήσει την προέλευση της οργανικής εξέλιξης, κάτι που έγινε έξοχα από τον Κ. Δαρβίνο.

Η προσαρμογή, ή προσαρμογή, είναι η ικανότητα ενός οργανισμού να επιβιώνει και να αφήνει απογόνους σε ένα δεδομένο βιότοπο.

παραδείγματα φυσικής κατάστασης

Προς την μορφολογικές προσαρμογέςπεριλαμβάνουν - προστατευτικός χρωματισμός, μεταμφίεση, μίμηση, προειδοποιητικός χρωματισμός.

Προς την ηθολογικήή συμπεριφορικάπεριλαμβάνουν - απειλητικές στάσεις, αποθήκευση τροφίμων.

Φυσιολογική προσαρμογή - ένα σύνολο φυσιολογικών αντιδράσεων που αποτελούν τη βάση της προσαρμογής του σώματος σε αλλαγές στις περιβαλλοντικές συνθήκες και στοχεύουν στη διατήρηση της σχετικής σταθερότητας του εσωτερικού του περιβάλλοντος - ομοιόσταση.

Χημική αλληλεπίδραση (τα μυρμήγκια εκκρίνουν ένζυμα που χρησιμοποιούνται από τα μέλη της οικογένειας για τον συντονισμό των δραστηριοτήτων)

Διατήρηση του νερού σε έναν κάκτο

Η φροντίδα των απογόνων είναι μια αλυσίδα διαδοχικών αντανακλαστικών που αναπτύσσονται στη διαδικασία της εξέλιξης που διασφαλίζουν τη διατήρηση του είδους.

Τα ψάρια τιλάπια κουβαλούν στο στόμα τους αυγά και νεαρά! Τα τηγανητά κολυμπούν ήρεμα γύρω από τη μητέρα τους, καταπίνουν κάτι, περιμένουν. Μόλις όμως προκύψει ο παραμικρός κίνδυνος, η μητέρα δίνει ένα σύνθημα, κουνώντας απότομα την ουρά της και τρέμοντας με ιδιαίτερο τρόπο με τα πτερύγια της, και ... οι γόνοι ορμούν αμέσως στο καταφύγιο - το στόμα της μητέρας.

Ορισμένα είδη βατράχων εκκολάπτουν αυγά και προνύμφες σε ειδικούς σάκους γόνου.

Στα θηλαστικά - στην κατασκευή φωλεών, λαγούμια και άλλων καταφυγίων για μελλοντικούς απογόνους, διατηρώντας την καθαριότητα του σώματος των μωρών, τότε αυτό το ένστικτο, προφανώς, είναι χαρακτηριστικό όλων των θηλαστικών χωρίς εξαίρεση.

Η προέλευση του fitness και η σχετικότητά του

Ο Χ. Δαρβίνος έδειξε ότι οι προσαρμογές προκύπτουν ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής. Τα ακόλουθα παραδείγματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως απόδειξη της σχετικότητας των συσκευών:

1) χρήσιμα όργανα σε ορισμένες συνθήκες γίνονται άχρηστα σε άλλες: τα σχετικά μακριά φτερά των swifts, προσαρμοσμένα για γρήγορη πτήση, δημιουργούν ορισμένες δυσκολίες κατά την απογείωση από το έδαφος

2) Οι προστατευτικές συσκευές κατά των εχθρών είναι σχετικές: Δηλητηριώδη φίδια(π.χ. οχιές) τρώγονται από σκαντζόχοιρους

3) η εκδήλωση των ενστίκτων μπορεί επίσης να είναι ακατάλληλη: για παράδειγμα, μια αμυντική αντίδραση (απελευθερώνοντας μια ροή δύσοσμου υγρού) ενός τσιγκούνη που στρέφεται εναντίον ενός αυτοκινήτου που περπατά

4) η παρατηρούμενη «υπερανάπτυξη» ορισμένων οργάνων, τα οποία γίνονται εμπόδιο για το σώμα: η ανάπτυξη των κοπτών στα τρωκτικά κατά τη μετάβαση στην κατανάλωση μαλακής τροφής.

Οι μαθητές πρέπει να κατανοήσουν σταθερά αυτό το δόγμα του Δαρβίνου σχετική φυσική κατάστασηως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής, αντικρούει πλήρως τους ιδεαλιστικούς ισχυρισμούς για τη θεϊκή προέλευση και την απόλυτη φύση της οργανικής σκοπιμότητας (K. Linnaeus), καθώς και για την έμφυτη ικανότητα ενός οργανισμού να αλλάζει υπό την επίδραση μόνο προς μια κατεύθυνση που είναι ευεργετικό για αυτούς (Lamarck).

1. Ένα παράδειγμα προστατευτικού χρωματισμού είναι:

α) την ομοιότητα του σχήματος και του χρώματος του σώματος με τα γύρω αντικείμενα·

β) απομίμηση των λιγότερο προστατευμένων περισσότερο προστατευμένων.

γ) εναλλαγή ανοιχτόχρωμων και σκούρων λωρίδων στο σώμα μιας τίγρης.

2. Το έντονο χρώμα των πασχαλίτσες, πολλών ειδών πεταλούδων, ορισμένων ειδών φιδιών και άλλων ζώων με δύσοσμους ή δηλητηριώδεις αδένες ονομάζεται:

α) καμουφλάζ

β) επίδειξη·

γ) μιμητισμός.

δ) προειδοποίηση.

3. Η ποικιλία των συσκευών εξηγείται από:

α) μόνο η επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών στο σώμα.

β) την αλληλεπίδραση του γονότυπου και των περιβαλλοντικών συνθηκών.

γ) μόνο χαρακτηριστικά του γονότυπου.

4. Ένα παράδειγμα μίμησης:

β) έντονο κόκκινο χρώμα σε πασχαλίτσα.

γ) την ομοιότητα στο χρώμα της κοιλιάς της μύγας και της σφήκας.

5. Ένα παράδειγμα μεταμφίεσης:

α) το πράσινο χρώμα του τραγουδιού ακρίδα.

β) την ομοιότητα στο χρώμα της κοιλιάς της μύγας και της σφήκας.

γ) ένα έντονο κόκκινο χρώμα σε μια πασχαλίτσα.

δ) την ομοιότητα στο χρώμα της κάμπιας και του σκόρου με κόμπο.

6. Οποιαδήποτε καταλληλότητα των οργανισμών είναι σχετική, γιατί:

α) η ζωή τελειώνει με θάνατο.

β) η προσαρμογή είναι σκόπιμη υπό ορισμένες συνθήκες.

γ) υπάρχει αγώνας για ύπαρξη.

δ) η προσαρμογή μπορεί να μην οδηγήσει στο σχηματισμό νέου είδους.

Βιβλιογραφία

1. Mamontov S.G. Γενική βιολογία: Proc. για ειδικούς μαθητές της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. εγχειρίδιο ιδρύματα - 5η έκδ., Sr. - Μ .: Πιο ψηλά. σχολείο, 2003.
2. Γενική βιολογία: σχολικό βιβλίο. για καρφί. Μορφωμένος. μεσαίων ιδρυμάτων. καθ. εκπαίδευση / V.M. Konstantinov, A.G. Ρεζάνοφ, Ε.Ο. Fadeev; εκδ. V.M. Κονσταντίνοφ. -Μ.: Εκδοτικό Κέντρο «Ακαδημία», 2010.

Ένα από τα αποτελέσματα, αλλά όχι, που είναι η φυσική καθοδηγητική δύναμη της διαδικασίας, μπορεί να ονομαστεί η ανάπτυξη όλων των ζωντανών οργανισμών - προσαρμογές στο περιβάλλον. Ο Χ. Δαρβίνος τόνισε ότι όλες οι συσκευές, όσο τέλειες κι αν είναι, είναι σχετικές. Η φυσική επιλογή σχηματίζει προσαρμογή σε συγκεκριμένες συνθήκες ύπαρξης (σε Δοσμένος χρόνοςκαι σε ένα δεδομένο μέρος), και όχι σε όλες τις πιθανές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η ποικιλία των ειδικών προσαρμογών μπορεί να χωριστεί σε διάφορες ομάδες, οι οποίες είναι μορφές προσαρμοστικότητας των οργανισμών στο περιβάλλον.

Μερικές μορφές φυσικής κατάστασης σε ζώα:

Προστατευτικός χρωματισμός και σχήμα σώματος (καμουφλάζ). Για παράδειγμα: ακρίδα, χιονισμένη κουκουβάγια, καλκάνι, χταπόδι, έντομο ραβδί.

Προειδοποιητικός χρωματισμός. Για παράδειγμα: σφήκες, μέλισσες, πασχαλίτσες, κροταλίες.
Τρομακτική συμπεριφορά. Για παράδειγμα: βομβαρδιστικό σκαθάρι, skunk ή αμερικανικό βρώμα.

Διακωμώδηση(εξωτερική ομοιότητα απροστάτευτων ζώων με προστατευόμενα). Για παράδειγμα: μια μύγα hoverfly μοιάζει με μέλισσα, τα αβλαβή τροπικά φίδια μοιάζουν με δηλητηριώδη φίδια.
Μερικές μορφές φυσικής κατάστασης στα φυτά:

Ξηρές προσαρμογές. Για παράδειγμα: εφηβεία, συσσώρευση υγρασίας στο στέλεχος (κάκτος, μπαομπάμπ), μετατροπή των φύλλων σε βελόνες.
Προσαρμογές σε υψηλή υγρασία. Για παράδειγμα: μεγάλη επιφάνεια φύλλου, πολλές στομίες, αυξημένος ρυθμός εξάτμισης.
Επικονίαση από έντομα. Για παράδειγμα: φωτεινό, ελκυστικό χρώμα λουλουδιών, παρουσία νέκταρ, μυρωδιά, σχήμα λουλουδιού.
Προσαρμογές για επικονίαση ανέμου. Για παράδειγμα: η αφαίρεση στήμονων με ανθήρες πολύ πέρα ​​από το άνθος, μικρή, ελαφριά γύρη, το ύπερο είναι έντονα εφηβικό, τα πέταλα και τα σέπαλα δεν έχουν αναπτυχθεί, δεν παρεμποδίζουν το φύσημα άλλων τμημάτων του λουλουδιού από τον άνεμο.
Καταλληλότητα των οργανισμών - τη σχετική σκοπιμότητα της δομής και των λειτουργιών του σώματος, που είναι αποτέλεσμα φυσικής επιλογής, εξαλείφοντας άτομα μη προσαρμοσμένα στις δεδομένες συνθήκες ύπαρξης. Έτσι, ο προστατευτικός χρωματισμός ενός καφέ λαγού το καλοκαίρι τον καθιστά αόρατο, αλλά το απροσδόκητο χιόνι που πέφτει κάνει τον ίδιο προστατευτικό χρωματισμό ενός λαγού ακατάλληλο, καθώς γίνεται καθαρά ορατός στα αρπακτικά. αιολικά γονιμοποιημένα φυτά σε ΒΡΟΧΕΡΟΣ ΚΑΙΡΟΣπαραμένουν χωρίς επικονίαση.

Τα φυτά και τα ζώα είναι εξαιρετικά προσαρμοσμένα στο περιβάλλον στο οποίο ζουν. Η έννοια της «καταλληλότητας του είδους» περιλαμβάνει όχι μόνο εξωτερικά σημάδια, αλλά και την αντιστοιχία της δομής των εσωτερικών οργάνων με τις λειτουργίες που εκτελούν (για παράδειγμα, το μακρύ και πολύπλοκο πεπτικό σύστημα των μηρυκαστικών που τρώνε φυτικές τροφές). Η αντιστοιχία των φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού με τις συνθήκες του οικοτόπου του, την πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία τους περιλαμβάνεται επίσης στην έννοια της φυσικής κατάστασης.

Η προσαρμοστική συμπεριφορά έχει μεγάλη σημασία για την επιβίωση των οργανισμών στον αγώνα για ύπαρξη. Εκτός από την απόκρυψη ή την εκδηλωτική, τρομακτική συμπεριφορά όταν πλησιάζει ένας εχθρός, υπάρχουν πολλές άλλες επιλογές προσαρμοστικής συμπεριφοράς που εξασφαλίζουν την επιβίωση ενηλίκων ή ανηλίκων. Έτσι, πολλά ζώα αποθηκεύουν τροφή για τη δυσμενή εποχή του χρόνου. Στην έρημο, για πολλά είδη, η ώρα της μεγαλύτερης δραστηριότητας είναι τη νύχτα, όταν η ζέστη υποχωρεί.