раздели: Биология

Цели на урока:

• повторение и затвърждаване на знанията за движещите сили на еволюцията;
• да формира концепцията за приспособимостта на организмите към околната среда, знания за механизмите на възникване на годността в резултат на еволюцията;
• да продължи развитието на умения за използване на знанията на теоретичните закони за обяснение на явленията, наблюдавани в дивата природа;
• за формиране на специфични знания за адаптивните структурни особености, оцветяването на тялото и поведението на животните.

Оборудване:

Таблица "Фитнес и неговата относителна природа", снимки, рисунки, колекции от растителни и животински организми, карти за провеждане на тестове, презентация.

1. Повторение на изучавания материал:

Под формата на фронтален разговор се предлага да се отговори на въпроси.

а) Назовете единствената насочваща движеща сила на еволюцията.
б) Какъв е доставчикът на материал за селекция в популацията?
в) Известно е, че наследствената променливост, която доставя материал за селекция, е произволна и не е насочена. Как естественият подбор става насочен?
г) Дайте еволюционно обяснение на следния израз: „Не се избират отделни гени, а интегрални фенотипове. Фенотипът действа не само като обект на селекция, но действа и като предавател на наследствена информация в поколенията.

При задаване на въпроса текстът му се показва на екрана (използва се презентация)

2. Учителят води разговора към формулиране на темата на урока.

В природата съществува несъответствие между способността на организмите да се възпроизвеждат неограничено и ограничените ресурси. Това ли е причината...? борба за съществуване, в резултат на която оцеляват най-приспособените към условията на околната среда индивиди. (Извеждане на схемата на екрана, учениците пишат в тетрадка)

И така, един от резултатите от естествения подбор може да се нарече развитие на адаптации във всички живи организми - адаптации към околната среда, т.е. годността е резултат от действието на естествения подбор в дадени условия на съществуване.

(Съобщение за тема на урока, запис в тетрадката)

Помислете и опитайте да формулирате каква е същността на адаптивността към условията на околната среда? (Заедно с учениците учителят дава определение за фитнес, което се записва в тетрадка, показвайки слайд на екрана)

Фитнес на организмите или адаптации- съвкупност от онези характеристики на тяхната структура, физиологични процеси и поведение, които осигуряват на даден вид възможност за специфичен начин на живот в определени условия на околната среда.

Какво според вас е фитнес за организмите?

значение:адаптацията към условията на околната среда увеличава шансовете на организмите да оцелеят и да оставят голям брой потомство. (Записване в тетрадка, показване на слайд)

Възниква въпросът как се формират адаптациите? Нека се опитаме да обясним образуването на хобота на слона от гледна точка на C. Linnaeus, J. B. Lamarck, C. Darwin.

(На екрана има снимка на слон и формулировката на поставения въпрос)

Предложени отговори на учениците:

Според Линей: годността на организмите е проява на първоначалната целесъобразност. Бог е движещата сила. Пример: Слоновете, както всички животни, са създадени от Бог. Следователно всички слонове от момента на появата им имат дълъг хобот.

Според Ламарк: идеята за вродената способност на организмите да се променят под въздействието на външната среда. Движещата сила зад еволюцията е стремежът на организмите към съвършенство. Пример: слоновете, когато получават храна, са били принудени постоянно да разтягат горната си устна, за да получат храна (упражнение). Тази черта се предава по наследство. Така че имаше дълъг хобот от слонове.

Според Дарвин: сред многото слонове има животни с хоботи с различна дължина. Тези с малко по-дълги стволове са по-успешни в търсенето на храна и оцеляването. Тази черта беше наследена. Така постепенно се появи дълъг хобот на слонове.

Кое обяснение е по-реалистично? Нека се опитаме да опишем механизма на възникване на адаптациите. (Схема на екрана)

3. Разнообразие от адаптации.

На масите на учениците има рисунки, колекции, илюстриращи различните адаптации на организмите към околната среда. Работете по двойки или групи. Учениците описват адаптации, назовават ги сами или с помощта на учител. На екрана тези устройства се появяват в хода на разговора.

1. Морфологични адаптации (промени в структурата на тялото).

• опростена форма на тялото при риби и птици
• мрежа между пръстите при водолюбиви птици
• гъста козина при северните бозайници
• плоско тяло при дънните риби
• пълзяща и възглавнитообразна форма при растенията в северните ширини и високите планински райони

2. Камуфлаж: формата на тялото и оцветяването се сливат с околните предмети (слайд).

(Морско конче, пръчки насекоми, гъсеници на някои пеперуди).

3. Защитно оцветяване:

развити при видове, които живеят открито и могат да бъдат достъпни за врагове (яйца от открито гнездящи птици, скакалец, писия). Ако фонът на средата не е постоянен в зависимост от сезона на годината, животните променят цвета си (заек, бял заек).

4. Предупредително оцветяване:

Много ярък, характерен за отровни и жилещи форми (оси, земни пчели, калинки, гърмящи змии). Често се комбинира с демонстративно плашещо поведение.

5. Мимикрия:

сходство в цвета, формата на тялото на незащитени организми със защитени (муха и пчела, тропически змии и отровни змии; цветята на скипави змии приличат на земни пчели - насекоми се опитват да вържат брачни отношения, което насърчава опрашването; яйца, снесени от кукувицата). Имитаторите никога не превъзхождат оригиналния вид. В противен случай предупредителното оцветяване ще загуби своето значение.

6. Физиологични адаптации:

адаптивност на жизнените процеси към условията на живот.

• натрупване на мазнини от пустинни животни преди началото на сухия сезон (камила)
• жлези, които се освобождават от излишните соли при влечуги и птици, които живеят близо до морето
• опазване на водата в кактуси
• бърза метаморфоза при пустинните земноводни
• термовизия, ехолокация
• състояние на частична или пълна анабиоза

7. Поведенчески адаптации:

промени в поведението при определени условия

• грижата за потомството подобрява оцеляването на младите животни, повишава стабилността на техните популации
• образуването на отделни двойки през брачния сезон, а през зимата те се обединяват в ята. Какво улеснява храната и защитата (вълци, много птици)
• плашещо поведение (бръмбар бомбардир, скункс)
• замръзване, имитация на нараняване или смърт (опосуми, земноводни, птици)
• разумно поведение: хибернация, съхранение на храна

8. Биохимични адаптации:

свързани с образуването в тялото на определени вещества, които улесняват защитата на врагове или атаки срещу други животни

• отрови на змии, скорпиони
• гъбични и бактериални антибиотици
• кристали от калиев оксалат в листата или бодлите на растенията (кактус, коприва)
• специална структура на протеини и липиди в термофилни (устойчиви на високи температури)

и психрофилен (студенолюбив), позволяващ на организмите да съществуват в горещи извори, вулканични почви, условия на вечна замръзване.

Относителният характер на телата.

Предлага се да се обърне внимание на таблицата: заек. Невидим за хищници в снега, добре видим на фона на стволовете на дърветата. Заедно с учениците се дават и други примери: молците събират нектар от светли цветя, но и летят в огъня, въпреки че при това умират; отровни змии се ядат от мангусти, таралежи; ако кактусът се полива обилно, той ще умре.

Какъв извод може да се направи?

Заключение: всяка адаптация е целесъобразна само в условията, в които се е формирала. Когато тези условия се променят, адаптациите губят своята стойност или дори вредят на тялото. Следователно, фитнесът е относителен характер.

При изучаването на темата се опирахме на учението на Чарлз Дарвин за естествения подбор. Той обясни механизма на възникване на адаптивността на организмите към условията на живот и доказа, че адаптивността винаги е относителна.

4. Затвърдяване на знанията.

на ученическите маси листове с тестове и карти за отговори.

1 вариант.

1. Феномен, който служи като пример за камуфлажно оцветяване:

а) оцветяване на елен и тигър;
б) петна по крилата на някои пеперуди, подобни на очите на гръбначните;
в) сходството на цвета на крилата на пеперудата пиерид с цвета на крилата на неядливата хеликонидна пеперуда;
г) цвета на калинките и колорадския бръмбар.

2. Как съвременната наукаобяснява образуването на органична целесъобразност:

а) е резултат от активно желание на организмите да се адаптират към специфични условия на околната среда;
б) е резултат от естествен подбор на индивиди, които са се оказали по-приспособени от другите към условията на околната среда поради наличието на случайни наследствени изменения в тях;
в) е резултат от пряко влияние външни условиявърху развитието на съответните признаци в организмите;
г) първоначално е била предопределена в момента на сътворението от създателя на основните видове живи същества.

3. Феномен. Пример за което е приликата на лъвската муха и осите в цвета на корема и формата на антените:

а) предупредителен цвят
б) мимикрия;
в) адаптивно оцветяване;
г) маскиране.

4. Пример за защитно оцветяване:

5. Пример за предупредителен цвят:

а) яркочервеният цвят на цветето на розата;


г) сходство в цвета и формата на тялото.

Вариант 2.

1. Основният ефект от естествения подбор:

а) увеличаване на честотата на гените в популацията, които осигуряват размножаване в поколенията;
б) увеличаване на честотата на гените в популацията, които осигуряват широка вариабилност на организмите;
в) появата в популацията на гени, които осигуряват запазването на характеристиките на вида в организмите;
г) появата в популацията на гени, които определят приспособяването на организмите към условията на живот;

2. Пример за защитно оцветяване:

а) зеленият цвят на песенния скакалец;
б) зелен цвят на листата при повечето растения;
в) яркочервен цвят в калинка;
г) сходството в цвета на корема на мухата и осата.

3. Пример за маскиране:

а) зеленият цвят на песенния скакалец;
б) сходството в цвета на корема на мухата и осата;
в) яркочервен цвят в калинка;

4. Пример за предупредителен цвят:

а) яркочервен цвят на розов цвят;
б) яркочервен цвят при калинка;
в) приликата в окраската между мухата и осата;
г) сходството в цвета и формата на тялото на гъсеницата на молец с възел.

5. Пример за мимикрия:

а) зеленият цвят на песенния скакалец;
б) яркочервен цвят при калинка;
в) приликата в цвета на корема на мухата и осата;
г) сходството в цвета и формата на тялото на гъсеницата на молец с възел.

карта с отговор:

	1	2	3	4	5
но
б
в
г

Домашна работа:

1. параграф 47;
2. попълнете таблицата съгласно параграф 47:

1. Въведение: филетична еволюция.

2. Произходът на фитнеса в организмите.

3. Примери за адаптации.

4. Относителност на фитнеса.

5. Списък на литературата.

Въведение: филетична еволюция.

В хода на екологичната диференциация една популация, отделена от даден вид, може в крайна сметка да се превърне в нов вид. Имайте предвид, че оригиналният (майчин) вид също може да продължи да живее. Различна съдба се развива за вида, когато местообитанието му бавно, но постоянно се влошава. Обикновено такова влошаване засяга всеки един жизненоважен параметър. От само себе си се разбира, че всеки вид съществува само в рамките на много специфичен диапазон на вариация на такъв параметър и умира, когато околната среда надхвърли тези граници. Следователно оцеляването в случай на постепенно влошаване на околната среда трябва да бъде свързано със специална форма на видообразуване, при която родителският вид престава да съществува. Този вид се нарича филетичен.

В момента на земята има милиони видове животни и растения, което означава, че има толкова непрекъснати филетични линии (вериги от родови видове). Това не е ли доказателство за силата на живота! За съжаление, само малка част от линиите успяха да оцелеят до днес. Ако имахме фантастична възможност да се издигнем от миналото в настоящето, тогава в повечето случаи нямаше да можем да стигнем до настоящето. Доста често бихме се натъкнали на последните връзки, тоест видове, които са изчезнали. Освен това при изкачване на филетични вериги много често бихме се сблъсквали с тяхното разклоняване, при което бихме се сблъскали с проблема с избора на маршрут. Такива разклонения могат най-лесно да се интерпретират като завършване на екологичната диференциация на изолирани популации.

Новопоявилите се клони могат да се разклонят отново, превръщайки филетичната линия във филетичен сноп. Съдбата на филетичните линии на такъв сноп често се развива по един и същи начин - в някакъв много кратък, от геоложка гледна точка, период от време, всички те могат да изчезнат. И обратно, отделна линия на лъча може да изпита бързо разклоняване, което ще доведе до появата на нов лъч - дете на оригиналния. Процесът на разделяне на филетичните снопове може да продължи по-нататък. В резултат на това възниква йерархия от греди с различен калибър, образувани от една филетична линия. Такава монофилетична колекция от снопове се нарича филетична група.

Когато говорим за макроеволюция, ние използваме широко приетата аналогия между филетичната група и дървото. Развивайки го по-нататък, може да се сравни филетичното видообразуване с растежа на клоните. Вярно е, че за разлика от обикновеното дърво, това филогенетично дърво се наблюдава от „градинар“, който от време на време реже издънките, лишавайки клоните от способността да растат допълнително. Този "градинар" в работата си се придържа към определени правила: първо, той реже само клоните, разположени на максимална височина, и второ, всички издънки на един голям клон, който включва много по-малки клони и клонки, често се подлагат на тази операция. .

Ясно е, че промените в околната среда действат като „градинар“, към който някои филетични линии не могат да се адаптират, докато растежът на клоните и образуването на странични издънки винаги е успешно завършен процес на адаптация към нова (обикновено неблагоприятна) среда. условия. Странно е, че склонността на градинаря към определени големи клони предполага, че всички видове монофилетичен таксон наследяват от общия си предшественик нещо, което определя способността им да оцеляват филетично в променяща се среда.

Масовото измиране отдавна тревожи биолозите. Не е шега, когато гроздове, представени от хиляди филетични линии, загиват в рамките на милиони години. Достатъчно е да си припомним смъртта на най-напредналите влечуги в края на периода Креда, с различни такива като динозаври на сушата, птерозаври във въздуха и ихтиозаври във водата. В крайна сметка смъртта винаги може да се обясни по някакъв начин (експлозия на свръхнова, падане на астероид, масивни вулканични изригвания и т.н.); не е ясно само защо някои умират, докато други, изглежда, не по-добри и не по-лоши, продължават да процъфтяват. Ако цъфтежът на бозайниците и птиците може да се обясни с тяхната топлокръвност, тогава защо гущерите и змиите не са умрели заедно с динозаврите? Защо тъжната съдба на амоноидите не сполетя главоногите с вътрешна черупка?

И така, какво определя еволюционната съдба на филетичните групи?

Произход на фитнеса в организмите.

Според Чарлз Дарвин при условия на естествен подбор оцеляват най-способните. Следователно именно селекцията е основната причина за появата на различни адаптации на живите организми към околната среда. Ще покажем това на примера за формирането на адаптации у птиците тетревици за живот в долния слой на гората. За да направите това, нека си припомним някои особености на външната структура и начина на живот на тези птици: къс клюн, който ви позволява да кълвате плодове и семена от горския под, а през зимата от снежната повърхност; ресни от рог на пръстите, осигуряващи ходене в снега, способност за бягство от студа, заравяне в снега през нощта; къси широки крила, позволяващи бързо и почти вертикално излитане от земята.

Нека предположим, че описаните по-горе адаптации не са развити при предците на птиците глухари. Въпреки това, когато местообитанието се промени (поради охлаждане или поради други обстоятелства), те са били принудени да прекарат зимата в гората, да гнездят и да се хранят в горския под.

Непрекъснатият процес на появата на нови мутации, тяхното комбиниране по време на кръстосване, вълни на изобилие осигуриха генетичната хетерогенност на популацията. Следователно птиците се различават една от друга по редица наследствени характеристики: отсъствието или наличието на ресни на пръстите, размера на крилата, дължината на човката и т.н.

Вътрешновидовата борба за съществуване допринесе за оцеляването на индивидите, при които признаците на външната структура са по-съобразени с условията на живот. В процеса на естествения подбор именно тези птици оставиха плодородно потомство и броят им в популацията се увеличи.

Птиците от новото поколение отново носят различни мутации. Сред мутациите може да има такива, които засилват проявата на предварително избрани черти. Собствениците на тези черти отново имаха повече шансове да оцелеят и да оставят потомство. И така, от поколение на поколение, въз основа на укрепване, натрупване на полезни наследствени промени, се подобряват характеристиките на приспособимостта на птиците глухари към живота в долния слой на гората.

Обяснението за появата на фитнес, дадено от Чарлз Дарвин, е коренно различно от разбирането на този процес от Жан-Батист Ламарк, който изложи идеята за вродената способност на организмите да се променят само под въздействието на околната среда в посока, която е изгодна за тях. Всеки има известни таралежиострите шипове надеждно ги предпазват от повечето хищници. Трудно е да си представим, че образуването на такива шипове е причинено от прякото влияние на околната среда. Единствено действието на естествения подбор може да обясни появата на такава адаптация: дори леко загрубяване на косата може да помогне на далечните предци на таралежа да оцелеят. Постепенно, в продължение на милиони поколения, останаха живи само онези индивиди, които се оказаха собственици на все по-развити бодли. Именно те успяха да оставят потомство и да му предадат своите наследствени характеристики. Мадагаскарските "настръхнали таралежи" - тенреци и някои бодливокоси видове мишки и хамстери - тръгнаха по същия път на появата на игли вместо косми.

Като се имат предвид други примери за адаптация в дивата природа (появата на бодли в растенията, различни кукички, кукички, флаери в растителните семена във връзка с разпространението им от животни), можем да предположим, че механизмът на тяхното възникване е общ: във всички случаи адаптации не се появяват веднага в готовикато нещо дадено, но се формират продължително време в процеса на еволюция чрез подбор на индивиди, които имат черта в най-изразена форма.

Примери за адаптации.

Съответствието на структурата на органите с изпълняваните функции (например съвършенство самолетптици, прилепи, насекоми) винаги е привличал вниманието на човека и е насърчавал изследователите да използват принципите на организация на живите същества при създаването на много машини и устройства. Не по-малко впечатляваща е хармоничната връзка на растенията и животните с околната среда.

Фактите, свидетелстващи за приспособяването на живите същества към условията на живот, са толкова много, че не е възможно да се даде пълно описание. Нека да дадем само някои ярки примери за адаптивно оцветяване?

За защита на яйцата, ларвите, пилетата, защитното оцветяване е особено важно. При открито гнездящи птици (телебар, гага, глухар) женската, която седи в гнездото, е почти неразличима от околния фон. Съответства на фона и пигментираните яйчени черупки. Интересното е, че при птици, гнездящи в хралупа, женските често имат ярък цвят(синигери, кълвачи, папагали).

Удивителна прилика с клонки се наблюдава при пръчковидни насекоми. Гъсениците на някои пеперуди приличат на възли, а тялото на някои пеперуди е като лист. Тук защитното оцветяване е съчетано със защитната форма на тялото. Когато пръчковото насекомо замръзне, е трудно да се установи присъствието му дори от близко разстояние - толкова се слива с заобикалящата го растителност. Всеки път, когато влезем в гората, в ливадите, в полето, ние дори не забелязваме колко много насекоми се крият по кората, листата, в тревата.

При зебра и тигър тъмните и светли ивици по тялото съвпадат с редуването на сянка и светлина на заобикалящата област. В този случай животните почти не се забелязват дори в открито пространство от разстояние 50-70 м. Някои животни (камбала, хамелеон) дори са способни на бърза промяна в защитния цвят поради преразпределението на пигментите в кожните хроматофори. Ефектът от защитното оцветяване се увеличава, когато се комбинира с подходящо поведение: в момента на опасност много насекоми, риби, птици замръзват, заемайки поза на почивка.

Много ярко предупредително оцветяване (обикновено бяло, жълто, червено, черно) е характерно за добре защитените отровни жилещи форми. След като се опитаха няколко пъти да опитат буболечката „войник“, калинка, оса, птиците в крайна сметка отказват да атакуват жертвата с ярък цвят.

Интересни примериадаптациите се свързват с мимикрия (от гръцки mimos - актьор). Някои беззащитни и годни за консумация животни имитират видове, които са добре защитени от хищничество. Например, някои паяци приличат на мравки, а мухите на осите приличат на външен вид на осите.

Тези и много други примери говорят за адаптивния характер на еволюцията.

Относителността на фитнеса.

В преддарвиновия период на развитието на биологията годността на живите същества служи като доказателство за съществуването на Бог: без всемогъщ създател самата природа не би могла да подреди живите същества толкова интелигентно и толкова мъдро да ги приспособи към околната среда. Преобладаващото мнение беше, че всяко отделно устройство е абсолютно, тъй като отговаря на конкретна цел, поставена от създателя: устните части на пеперудата се разширяват в хоботчето, за да може тя да получи нектара, скрит в дълбините на венчето; дебело стъбло е необходимо за кактуса, за да съхранява вода и т.н.

Приспособимостта на организмите към околната среда е развита в процеса на дълго историческо развитие под влияние на естествени причини и не е абсолютна, а относителна, тъй като условията на околната среда често се променят по-бързо, отколкото се формират адаптациите. Съответствайки на специфично местообитание, адаптациите губят своето значение, когато се променят. Доказателство за относителния характер на годността могат да бъдат следните факти:

Защитните устройства от някои врагове не са ефективни от други (напр. отровни змии, опасни за много животни, ядат се от мангусти, таралежи, прасета);

Проявата на инстинктите при животните може да е неподходяща (молците събират нектар от светли цветя, ясно видими през нощта, но те също летят към огъня, въпреки че умират в същото време);

Орган, който е полезен при някои условия, става безполезен и дори относително вреден в друга среда (мрежи между пръстите на планинските гъски, които никога не потъват във водата);

Възможни са по-съвършени адаптации към даденото местообитание. Някои видове животни и растения се размножават бързо и се разпространяват широко в области, напълно нови за тях. Глобусъткъдето са били въведени случайно или умишлено от хората.

Така относителният характер на годността противоречи на твърдението за абсолютна целесъобразност в живата природа.

Библиография.

„Еволюция органичен свят» Н.Н. Воронцов, Л.Н. Сухоруков;

· „Еволюция и прогрес” от V.A. Бердников;

· „Играта на живота“ М. Айген, Р. Винклер;

· „Теорията на еволюцията“ Н.Н. Воронцов;

· „Принципи на еволюцията” от П. Кейлоу.

Животните, които са в състояние да поддържат телесна температура поради вътрешното производство на топлина, се наричат ​​ендотермични – за разлика от ектотермите, чиято телесна температура зависи от температурата на околната среда. Ендотермите включват предимно всички топлокръвни, т.е. бозайници и птици (топлокръвните и студенокръвните животни често се наричат ​​съответно хомеотермни и пойкилотермни). ...

Животни, %; в сенчестите - мъртви,%; в квадрати - доза на облъчване, μC/kg Много подробно е проучено влиянието на адаптацията на организма към повишена мускулна активност върху устойчивостта му към голям брой увреждащи фактори на околната среда. Това влияние е изключително голямо. На първо място, това е повишаване на устойчивостта на организма към хипоксия на голяма надморска височина и ускоряване на аклиматизацията в...

... "умен" сред всички безгръбначни: подлежи на обучение, има добра памет, различава геометрични форми. Зимува в по-дълбоки води, а през лятото мигрира към плитки води. 2) Характеристики за адаптация към местообитанието Цвят: Октоподът има способността да променя цвета си, за да отговаря на околната среда. Това се дължи на наличието в кожата му на клетки с различни пигменти, ...

в далечния север (в южно полукълботе не съществуват, тъй като континентите не достигат толкова високи ширини), но също и на голяма надморска височина в планините. 3. Промяна на околната среда в резултат на човешката дейност Човешката дейност може да повлияе неблагоприятно на живите организми и да доведе до изчезване на определени видове (пример с костенурка). В този раздел ще разгледаме как някои видове...

Местообитанието на живите организми ги засяга както пряко, така и косвено. Съществата постоянно взаимодействат с заобикаляща среда, получавайки храна от него, но в същото време освобождавайки продуктите от метаболизма си.

Средата принадлежи към:

• естествени - появили се на Земята независимо от човешката дейност;
• техногенни – създадени от хората;
• външно - това е всичко, което е около тялото, а също така влияе върху функционирането му.

Как живите организми променят средата си? Те допринасят за промяна в газовия състав на въздуха (в резултат на фотосинтезата) и участват във формирането на релефа, почвата и климата. Чрез влиянието на живите същества:

• повишено съдържание на кислород;
• количеството въглероден диоксид е намаляло;
• съставът на океанската вода се е променил;
• се появиха органични скали.

Така връзката между живите организми и околната среда е силно обстоятелство, което провокира различни трансформации. Има четири различни жизнени среди.

Наземно-въздушно местообитание

Включва въздушни и наземни части и е чудесен за възпроизводството и развитието на живите същества. Това е доста сложна и разнообразна среда, която се характеризира с висока степенорганизация на всички живи същества. Податливостта на почвата към ерозия, замърсяването води до намаляване на броя на живите същества. IN наземен святживеещи в организми, външният и вътрешният скелет е доста силно развит. Това се случи, защото плътността на атмосферата е много по-малка от плътността на водата. Качеството и структурата се считат за едно от важните условия за съществуване. въздушни маси. Те са в непрекъснато движение, така че температурата на въздуха може да се промени доста бързо. Живите същества, които живеят в тази среда, трябва да се адаптират към нейните условия, така че са развили приспособимост към резки температурни колебания.

Въздушно-земните местообитания са по-разнообразни от водните. Тук спадовете на налягането не са толкова силно изразени, но доста често има липса на влага. Поради тази причина земните живи същества имат механизми, които да им помогнат при снабдяването с вода на тялото, главно в сухите райони. Растенията образуват силна коренова система и специален водоустойчив слой върху повърхността на стъблата и листата. Животните имат изключителна структура на външните обвивки. Техният начин на живот помага за поддържане на водния баланс. Пример може да бъде миграцията към места за поливане. Голяма ролясъставът на въздуха също играе роля за земните живи същества, което осигурява химическата структура на живота. Суровината за фотосинтезата е въглероден диоксид. За връзка нуклеинова киселинаа протеините изискват азот.

Адаптиране към околната среда

Адаптирането на организмите към околната среда зависи от тяхното място на пребиваване. При летящите видове се е формирала определена форма на тялото, а именно:

• леки крайници;
• лек дизайн;
• рационализиране;
• да има крила за летене.

При катерещи животни:

• дълги хващащи се крайници, както и опашка;
• тънко дълго тяло;
• силни мускули, които ви позволяват да издърпвате тялото нагоре, както и да го хвърляте от клон на клон;
• остри нокти;
• мощни хващащи пръсти.

Бягащите живи същества имат следните характеристики:

• силни крайници с ниска маса;
• намален брой защитни възбудени копита на пръстите;
• силни задни крайници и къси предни крайници.

При някои видове организми специални устройствапозволяват им да комбинират признаци на полет и катерене. Например, след като са се качили на дърво, те са способни на дълги скачащи полети. Други видове живи организми могат да тичат бързо, както и да летят.

водно местообитание

Първоначално животът на съществата е бил свързан с водата. Неговите характеристики са соленост, поток, храна, кислород, налягане, светлина и допринасят за систематизирането на организмите. Замърсяването на водните тела е много лошо за живите същества. Например, поради намаляването на нивото на водата в Аралско море, повечето от представителите на флората и фауната, особено рибите, изчезнаха. Огромно разнообразие от живи организми живее във водните простори. От водата извличат всичко необходимо за осъществяване на живота, а именно храна, вода и газове. Поради тази причина цялото разнообразие от водни живи същества трябва да се адаптира към основните характеристики на съществуването, които се формират от химически и физични свойствавода. Солевият състав на средата също има голямо значениеза воден живот.

Във водния стълб редовно се срещат огромен брой представители на флората и фауната, които прекарват живота си във висящ въздух. Осигурена е способност за извисяване физически характеристикивода, тоест силата на изтласкване, както и специалните механизми на самите същества. Например множеството придатъци, които значително увеличават повърхността на тялото на живия организъм в сравнение с неговата маса, увеличават триенето във водата. Следващият пример за обитатели на водни местообитания са медузите. Способността им да се задържат в дебел слой вода се дължи на необичайната форма на тялото, което прилича на парашут. Освен това, плътността на водата е много подобна на плътността на тялото на медуза.

Живи организми, чието местообитание е водата различни начининастроени за движение. Например рибите и делфините имат опростена форма на тялото и перки. Те са в състояние да се движат бързо поради необичайната структура на външните капаци, както и наличието на специална слуз, която намалява триенето във водата. В определени видовебръмбари, живеещи във водна среда, освободеният отработен въздух от дихателните пътища се задържа между елитрата и тялото, поради което те са в състояние бързо да се издигнат на повърхността, където въздухът се изпуска в атмосферата. Повечето от протозоите се движат с помощта на реснички, които вибрират, например реснички или еуглена.

Приспособления към живота на водните организми

Различните местообитания на животните им позволяват да се адаптират и да съществуват удобно. Тялото на организмите е в състояние да намали триенето във водата поради характеристиките на покритието:

• твърда, гладка повърхност;
• наличието на мек слой върху външната повърхност на твърдото тяло;
• слуз.

Крайниците са представени от:

• плавници;
• мембрани за плуване;
• перки.

Формата на тялото е опростена и има различни вариации:

• сплескана в дорзо-коремната област;
• кръгли в напречно сечение;
• сплескани странично;
• с форма на торпедо;
• с форма на капка.

Във водните местообитания живите организми трябва да дишат, така че те са се развили:

• хрилете;
• входове за въздух;
• дихателни тръби;
• мехури, които заместват белия дроб.

Характеристики на местообитанията във водоемите

Водата е в състояние да натрупва и задържа топлина, така че това обяснява липсата на големи температурни колебания, които са доста често срещани на сушата. Най-значимото свойство на водата е способността да разтваря в себе си други вещества, които по-късно се използват както за дишане, така и за хранене от организмите, живеещи в воден елемент. За да се диша, е необходимо наличието на кислород, така че концентрацията му във водата е от голямо значение. Температурата на водата в полярните морета е близка до замръзване, но нейната стабилност е позволила формирането на определени адаптации, които осигуряват живот дори при такива сурови условия.

Тази среда е дом на огромно разнообразие от живи организми. Има риби, земноводни, големи бозайници, насекоми, мекотели, червеи. Колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-малко количество разреден кислород съдържа, който се разтваря по-добре в прясна вода, отколкото в морска. Следователно във водите на тропическата зона живеят малко организми, докато в полярните резервоари има огромно разнообразие от планктон, който се използва като храна от представители на фауната, включително големи китоподобни и риби.

Дишането се осъществява от цялата повърхност на тялото или от специални органи - хрилете. Успешното дишане изисква редовно обновяване на водата, което се постига чрез различни колебания, предимно чрез движение на самия жив организъм или неговите адаптации, като реснички или пипала. Солевият състав на водата също е от голямо значение за живота. Например, мекотелите, както и ракообразните, изискват калций за изграждане на черупка или черупка.

почвена среда

Намира се в горния плодороден слой земната кора. Това е доста сложен и много важен компонент на биосферата, който е тясно свързан с останалите й части. Някои организми са в почвата през целия си живот, други - наполовина. Земята играе жизненоважна роля за растенията. Кои живи организми са усвоили почвената среда? Съдържа бактерии, животни и гъбички. Животът в тази среда до голяма степен се определя от климатични фактори, като температурата.

Адаптации към почвено местообитание

За удобно съществуване организмите имат специални части на тялото:

• малки крайници за копаене;
• дълго и тънко тяло;
• изкопаване на зъби;
• опростено тяло без изпъкнали части.

Почвата може да няма въздух, както и да е плътна и тежка, което от своя страна е довело до следните анатомични и физиологични адаптации:

• силни мускули и кости;
• устойчивост на липса на кислород.

Покровите на тялото на подземните организми трябва да им позволяват да се движат както напред, така и назад в гъста почва без проблеми, така че са се развили следните признаци:

• къса козина, устойчива на абразия и може да се изглажда напред-назад;
• липса на линия на косата;
• специални секрети, които позволяват на тялото да се плъзга.

Разработени специфични сетивни органи:

• ушните миди са малки или напълно липсват;
• няма очи или те са значително намалени;
• тактилната чувствителност е силно развита.

Трудно е да си представим растителност без земя. отличителен белег почвена средаместообитание на живите организми се счита за това, че съществата са свързани с неговия субстрат. Една от съществените разлики на тази среда е редовното образуване на органични вещества, като правило, поради умиращите корени на растенията и падащите листа, и това служи като източник на енергия за организмите, растящи в нея. Натискът върху земните ресурси и замърсяването на околната среда влияят негативно на организмите, живеещи тук. Някои видове са на прага на изчезване.

Околна среда на организма

Практическото въздействие на човека върху местообитанието засяга популациите на животните и растенията, като по този начин увеличава или намалява броя на видовете, а в някои случаи настъпва и тяхната смърт. Фактори на околната среда:

• биотичен - свързан с въздействието на организмите един върху друг;
• антропогенни – свързани с влиянието на човека върху околната среда;
• абиотичен - се отнася до неживата природа.

Промишлеността е най-големият сектор в икономиката модерно обществоиграе жизненоважна роля. Той засяга околната среда на всички етапи от индустриалния цикъл, от добива на суровини до обезвреждането на продуктите поради по-нататъшна непригодност. Основните видове отрицателно въздействие на водещите индустрии върху околната среда за живите организми:

• Енергията е основата за развитието на индустрията, транспорта, селско стопанство. Използването на почти всеки фосил (въглища, нефт, природен газ, дърва, ядрено гориво) се отразява негативно и замърсява природните комплекси.
• Металургия. Един от най-опасните аспекти на въздействието му върху околната среда е техногенната дисперсия на металите. Най-вредните замърсители са: кадмий, мед, олово, живак. Металите навлизат в околната среда на почти всички етапи на производство.
• Химическата промишленост е една от най-бързо развиващите се индустрии в много страни. Нефтохимическата промишленост отделя въглеводороди и сероводород в атмосферата. При производството на алкали се получава хлороводород. В големи количества се отделят и вещества като азотни и въглеродни оксиди, амоняк и други.

Най-накрая

Местообитанието на живите организми ги засяга както пряко, така и косвено. Съществата непрекъснато взаимодействат с околната среда, като получават храна от нея, но в същото време освобождават продуктите на своя метаболизъм. В пустинята сухият и горещ климат ограничава съществуването на повечето живи организми, точно както в полярните райони само най-издръжливите представители могат да оцелеят поради студеното време. Освен това те не само се адаптират към определена среда, но и се развиват.

Растенията, отделяйки кислород, поддържат баланса си в атмосферата. Живите организми оказват влияние върху свойствата и структурата на земята. Високите растения засенчват почвата, като по този начин допринасят за създаването на специален микроклимат и преразпределението на влагата. Така, от една страна, околната среда променя организмите, като им помага да се подобрят чрез естествен подбор, а от друга, видовете живи организми променят околната среда.

Всеки организъм е забележително адаптиран към определени условия на околната среда. Тази адаптивност се проявява в особеностите на външния и вътрешна структура, в поведението, в размножаването и грижите за потомството.

В външна структура основни примери за адаптивност са форма на тялотоИ специални средства за защита. Например, опростената форма на тялото на рибите и птиците, причудливата форма на животни, които се крият, докато чакат плячка или се крият от врагове (морско конче, събиращо парцали, риба клоун). Шиповете на таралеж и дикобраз защитават тези животни от врагове.

Ярки примери за адаптивност са защитни цветовеживотни: покровителствено, внимание, мимикрия(фиг. 346). Защитно оцветяване на зелен скакалец, богомолка, птици, люпещи яйца на земята. Предупредителни цветове при отровни или жилещи животни. Например осите, пчелите, калинките са негодни за консумация и с ярките си цветове сякаш предупреждават за опасност. Мимикрия- прилика с негодни за консумация предмети или отровни животни, които имат предупредителен цвят. Например, стъклена пеперуда е много подобна на оса, пчелна муха прилича на пчела, пчелна муха прилича на пчела, насекомо-пръчка прилича на клонка.

Освен формата на тялото и цвета, той също е от голямо значение адаптивно поведениеживотни. Например, много гризачи съхраняват храна за зимата, някои животни се крият в моменти на опасност, а много от тях се характеризират с плашещо поведение.

Адаптивността също се появява в характеристики на размножаването и грижите за потомството. Много риби пазят яйцата си (мъжкият на трипрезия бодлив дори си прави гнездо, тласка вода над снесените яйца с перките си, отначало „отселва” ларвите), някои носят яйца в устата си (тилапия). Ако грижата за потомството е слабо изразена, тогава в този случай животните имат много висока плодовитост, както се наблюдава при безгръбначните и по-ниските гръбначни животни, тоест се спазват правилата - „ по-малко е повече, повече е по-малко"- колкото по-малко потомство, толкова повече грижи за него и обратно.

Но всяка адаптация роднина: целесъобразно е само при специфични условия, когато те се променят, адаптациите се оказват безполезни за организма. Например иглите спасяват таралеж на сушата; във водата таралежът се обръща и става беззащитен срещу лисица.

Така теорията на Ч. Дарвин дава отговори на основните въпроси биологична наука: как възникна разнообразието и невероятната годност на видовете. Материалът за селекция осигурява наследствена, мутационна вариабилност; в резултат на половото размножаване (комбинативна вариабилност) тези мутации се разпространяват и попадат под контрола на естествения подбор. В резултат на подбор от различни разнообразни, ненасочени мутации, оцеляват предимно индивиди с мутации, които са полезни за дадени условия. В резултат на дивергенция, дивергенция на характерите, разликите стават толкова сериозни, че възниква генетична изолация, водеща до образуването на нови видове.

Преглед. Преглед на критериите

Видове - съвкупност от индивиди, които имат наследствено сходство на морфологични, физиологични и биохимични характеристики, свободно се кръстосват и дават плодородно потомство, приспособено към определени условия на живот и заемащо определена територия в природата - район.

Характеристиките, по които видовете се различават един от друг, се наричат ​​видови критерии. Има следните критерии за тип.

© Морфологичен критерийпредполага външното сходство на индивидите, принадлежащи към един и същи вид. Но понякога индивидите от един и същи вид са много различни (дакел и немски дог), или обратното, има видове, които морфологично почти не се различават, т.нар. братски и сестри видовекоито не се кръстосват са генетично изолирани. Например два вида черни плъхове: единият вид има 38 хромозоми в кариотипа, другият има 42. Следователно един морфологичен критерий не е достатъчен за определяне на вида.

© Основната е генетичен критерий: всеки вид има свой собствен кариотип – собствен хромозомен набор. Видовете обикновено се различават по броя и структурата на хромозомите. Именно този критерий осигурява генетична изолация, липса на кръстосване между индивиди от различни видове. Дори ако се появят междувидови хибриди, те са стерилни, процесът на образуване на зародишни клетки е нарушен. Но понякога този критерий също се проваля, тъй като плодородно потомство може да се появи, когато се кръстосват индивиди, принадлежащи към различни видове.

© Индивидите от един и същи вид са сходни във всички физиологични процеси - хранене, дишане, отделяне, размножаване, което е в основата физиологичен критерий. Особено важни са различията във физиологията на репродукцията: в структурата на репродуктивния апарат, във времето на размножаването.

© Биохимичен критерий- сравнение на органични макромолекули в различни видове, преди всичко сравнение на ДНК и протеини. Чрез сходството в структурата на ДНК и протеините може да се покаже с достатъчна вероятност колко близки роднини са определени видове. Например, хемоглобинът на шимпанзето не се различава по аминокиселинна последователност от човешкия хемоглобин.

© Географски критерийе районът, в който живее видът (местообитание). Някои ендемични видове имат малък ареал, има видове - космополити, разпространени навсякъде. Но областите на разпространение на различните видове често се припокриват, така че този критерий не може да бъде решаващ.

© Всеки вид е адаптиран към определени условия на съществуване, към определени фактори на околната среда, които формират основата екологичен критерий. Например, полярна мечкаадаптиран към някои фактори на околната среда, кафяв - към други.

За установяване на видовата принадлежност не може да се разчита на един от критериите, необходимо е да се вземе предвид тяхната съвкупност.

Факторите на околната среда могат да действат като:

дразнители и предизвикват адаптивни промени във физиологичните и биохимичните функции;

ограничители , причиняващи невъзможност за съществуване в тези условия;

модификатори причиняване на анатомични и морфологични промени в организмите;

сигнали което показва промени в други фактори на околната среда.

В процеса на адаптиране към неблагоприятните условия на околната среда организмите успяха да разработят три основни начина за избягване на последното.

активен път - допринася за засилване на резистентността, развитието на регулаторни процеси, които позволяват да се осъществяват всички жизнени функции на организмите, въпреки неблагоприятните фактори.

Например топлокръвност при бозайници и птици.

пасивен начин свързани с подчинението на жизнените функции на организма на промените в факторите на околната среда. Например явлението скрит живот , придружено от спиране на жизнената дейност, когато резервоарът изсъхне, охлаждане и др., до състоянието въображаема смърт или спряна анимация .

Например, изсушените растителни семена, техните спори, както и дребните животни (коловрати, нематоди) са в състояние да издържат на температури под 200 ° C. Примери за суспендирана анимация? Зимен покой на растенията, зимен сън на гръбначни животни, запазване на семена и спори в почвата.

Феноменът, при който има временна физиологична почивка в индивидуално развитиенякои живи организми, поради неблагоприятни фактори на околната среда, се нарича диапауза .

Избягване на неблагоприятни ефекти - развитие от тялото на такива жизнени цикли, при които най-уязвимите етапи от неговото развитие са завършени в най-благоприятните периоди от годината по отношение на температурни и други условия.

Обичайният начин за такива адаптации е миграцията.

Еволюционно възникващи адаптации на организмите към условията на околната среда, изразяващи се в промяна във външните и вътрешните им характеристики, се наричат адаптация . Има различни видове адаптации.

Морфологични адаптации . Организмите имат такива характеристики на външната структура, които допринасят за оцеляването и успешния живот на организмите в обичайните им условия.

Например, опростената форма на тялото на водните животни, структурата на сукулентите, адаптациите на халофити.

Морфологичният тип адаптация на животно или растение, при който те имат външна форма, отразяваща начина, по който взаимодействат с околната среда, се нарича форма на живот на даден вид . В процеса на адаптация към същите условия на околната среда различни видовеможе да има подобна форма на живот.

Например кит, делфин, акула, пингвин.

Физиологични адаптации се проявяват в особеностите на ензимния набор в храносмилателния тракт на животните, обусловени от състава на храната.

Например осигуряване на влага поради окисляването на мазнините в камилите.

Поведенчески адаптации - се проявяват в създаване на убежища, придвижване с цел избор на най-благоприятни условия, прогонване на хищници, скриване, поведение на стада и др.

Адаптациите на всеки организъм се определят от неговата генетична предразположеност. Правилото за съответствие на условията на околната среда с генетична предопределеност гласи: докато средата, заобикаляща определен тип организми, съответства на генетичните възможности за адаптиране на този вид към неговите колебания и промени, този вид може да съществува. Рязката и бърза промяна в условията на околната среда може да доведе до факта, че скоростта на адаптивните реакции ще изостава от промените в условията на околната среда, което ще доведе до осветяване на видовете. Същото важи и за хората.