1. Úvod: fyletická evolúcia.
2. Pôvod zdatnosti v organizmoch.
3. Príklady úprav.
4. Relativita zdatnosti.
5. Zoznam referencií.
Úvod: fyletická evolúcia.
V priebehu ekologickej diferenciácie sa populácia odštiepená od druhu môže nakoniec stať novým druhom. Všimnite si, že pôvodný (materský) druh môže tiež naďalej žiť. Iný osud druhu sa vyvinie, keď sa jeho biotop pomaly, ale neustále zhoršuje. Zvyčajne sa takéto zhoršenie týka akéhokoľvek dôležitého parametra. Je samozrejmé, že akýkoľvek druh existuje len vo veľmi špecifickom rozsahu variácií takéhoto parametra a vymiera, keď životné prostredie prekročí tieto limity. Prežitie v prípade postupného zhoršovania životného prostredia teda musí byť spojené so špeciálnou formou speciácie, pri ktorej rodičovský druh prestáva existovať. Tento druh sa nazýva fyletický.
V súčasnosti sú na zemi milióny druhov zvierat a rastlín, čo znamená, že existuje toľko neprerušených fyletických línií (reťazcov rodových druhov). Nie je to dôkaz sily života! Žiaľ, len malá časť línií mohla prežiť dodnes. Ak by sme mali fantastickú príležitosť povzniesť sa z minulosti do prítomnosti, potom by sme vo väčšine prípadov nedokázali dosiahnuť prítomnosť. Dosť často by sme narazili na posledné odkazy, teda na druhy, ktoré vyhynuli. Navyše pri vzostupných fyletických reťazcoch by sme sa veľmi často stretli s ich rozvetvením, kde by sme čelili problému výberu trasy. Takéto vidlice možno najjednoduchšie interpretovať ako dokončenie ekologickej diferenciácie izolovaných populácií.
Novovzniknuté vetvy sa môžu opäť rozvetviť a transformovať fyletickú líniu na fyletický zväzok. Osud fyletických línií takéhoto zväzku sa často vyvíja rovnako - v nejakom veľmi krátkom, z geologického hľadiska, časovom období môžu všetky vyhynúť. A naopak, samostatná línia lúča môže zaznamenať rýchle vetvenie, čo povedie k vzniku nového lúča - dieťaťa pôvodného. Proces štiepenia fyletických zväzkov môže pokračovať ďalej. V dôsledku toho vzniká hierarchia zväzkov rôzneho kalibru, vytvorená z jednej fyletickej línie. Takáto monofyletická zbierka zväzkov sa nazýva fyletická skupina.
Keď hovoríme o makroevolúcii, používame široko akceptovanú analógiu medzi fyletickou skupinou a stromom. Pri ďalšom vývoji je možné porovnať fyletickú speciáciu s rastom vetiev. Je pravda, že na rozdiel od obyčajného stromu je tento fylogenetický strom monitorovaný „záhradníkom“, ktorý z času na čas odreže výhonky a zbaví vetvy schopnosti ďalšieho rastu. Tento „záhradník“ vo svojej práci dodržiava určité pravidlá: po prvé, reže iba konáre umiestnené v maximálnej výške a po druhé, tejto operácii sú často vystavené všetky výhonky jednej veľkej vetvy, ktorá zahŕňa veľa menších konárov a vetvičiek. .
Je zrejmé, že zmeny prostredia pôsobia ako „záhradník“, ktorému sa niektoré fyletické línie nedokázali prispôsobiť, pričom rast vetiev a tvorba postranných výhonkov je vždy úspešne zavŕšeným procesom adaptácie na nové (zvyčajne nepriaznivé) prostredie. podmienky. Je zvláštne, že záhradkárova záľuba v určitých veľkých vetvách naznačuje, že všetky druhy monofyletického taxónu zdedia od svojho spoločného predka niečo, čo určuje ich schopnosť fyleticky prežiť v meniacom sa prostredí.
Masové vymieranie biológov už dlho znepokojuje. Nie je vtip, keď trsy reprezentované tisíckami fyletických línií zahynú v priebehu miliónov rokov. Stačí si spomenúť na smrť najpokročilejších plazov na ceste pokroku na konci kriedového obdobia, s takými odlišnými, ako sú dinosaury na súši, pterosaury vo vzduchu a ichtyosaury vo vode. Smrť sa nakoniec vždy dá nejako vysvetliť (výbuch supernovy, pád asteroidu, mohutné sopečné erupcie atď.); nie je jasné, prečo niektorí umierajú, zatiaľ čo iní, zdá sa, nie sú o nič lepšie ani horšie, naďalej prekvitajú. Ak sa kvitnutie cicavcov a vtákov dá vysvetliť ich teplokrvnosťou, prečo potom spolu s dinosaurami nezomreli jašterice a hady? Prečo smutný osud amonoidov nepostihol hlavonožce s vnútornou schránkou?
Čo teda určuje evolučný osud fyletických skupín?
Pôvod zdatnosti v organizmoch.
Podľa učenia Charlesa Darwina za podmienok prirodzený výber prežijú tí najschopnejší. Preto je práve selekcia hlavným dôvodom vzniku rôznych adaptácií živých organizmov na prostredie. Ukážeme si to na príklade tvorby adaptácií u vtákov tetrova pre život v nižšej vrstve lesa. Aby sme to dosiahli, pripomeňme si niektoré funkcie vonkajšia štruktúra a životný štýl týchto vtákov: krátky zobák, ktorý vám umožňuje zbierať bobule a semená z lesnej pôdy av zime zo snehu; rohové strapce na prstoch poskytujúce chôdzu v snehu, schopnosť uniknúť z chladu, zahrabávať sa v noci do snehu; krátke široké krídla umožňujúce vzlietnuť rýchlo a takmer kolmo zo zeme.
Predpokladajme, že vyššie opísané úpravy neboli vyvinuté u predkov tetrovov. Keď sa však biotop zmenil (v dôsledku ochladenia alebo iných okolností), boli nútené prezimovať v lese, hniezdiť a kŕmiť sa na lesnej pôde.
Neustály proces vzniku nových mutácií, ich kombinovanie pri krížení, vlny abundancie zabezpečovali genetickú heterogenitu populácie. Preto sa vtáky navzájom líšili v množstve dedičných vlastností: absencia alebo prítomnosť strapcov na prstoch, veľkosť krídel, dĺžka zobáka atď.
Vnútrodruhový boj o existenciu prispel k prežitiu jedincov, v ktorých znaky vonkajšej štruktúry viac zodpovedali životným podmienkam. V procese prirodzeného výberu práve tieto vtáky zanechali plodné potomstvo a ich počet v populácii sa zvýšil.
Vtáky novej generácie niesli opäť rôzne mutácie. Medzi mutáciami by mohli byť tie, ktoré posilnili prejav predtým vybraných vlastností. Majitelia týchto vlastností mali opäť viac šancí prežiť a zanechať potomstvo. A tak sa z generácie na generáciu na základe posilňovania, hromadenia užitočných dedičných zmien zlepšovali vlastnosti prispôsobivosti vtákov tetrova k životu v nižšej vrstve lesa.
Vysvetlenie vzniku fitness, podané Charlesom Darwinom, sa zásadne líši od chápania tohto procesu Jean-Baptiste Lamarcka, ktorý predložil myšlienku vrodenej schopnosti organizmov meniť sa iba pod vplyvom prostredia. smerom, ktorý je pre nich výhodný. Každý má slávnych ježkov ostré ostne ich spoľahlivo chránia pred väčšinou predátorov. Je ťažké si predstaviť, že vznik takýchto tŕňov je spôsobený priamym vplyvom prostredia. Len pôsobenie prirodzeného výberu môže vysvetliť vznik takéhoto prispôsobenia: dokonca aj mierne zhrubnutie vlasov by mohlo pomôcť vzdialeným predkom ježka prežiť. Postupne v priebehu miliónov generácií zostali nažive len tí jedinci, ktorí boli zhodou okolností majiteľmi stále viac vyvinutých tŕňov. Práve im sa podarilo zanechať potomka a odovzdať mu svoje dedičné vlastnosti. Madagaskarskí "ježkovia" - tenreci a niektoré ostnaté druhy myší a škrečkov - prešli rovnakou cestou vzhľadu ihiel namiesto vlasov.
Ak vezmeme do úvahy ďalšie príklady adaptácie vo voľnej prírode (výskyt tŕňov v rastlinách, rôzne háčiky, háčiky, letáky v semenách rastlín v súvislosti s ich distribúciou zvieratami), môžeme predpokladať, že mechanizmus ich výskytu je všeobecný: vo všetkých prípadoch adaptácie neobjavia sa okamžite v hotové ako niečo dané, no formujú sa dlhodobo v procese evolúcie selekciou jedincov, ktorí majú črtu v najvýraznejšej podobe.
Príklady úprav.
Zhoda štruktúry orgánov s vykonávanými funkciami (napríklad dokonalosť lietadla vtáky, netopiere, hmyz) vždy priťahoval pozornosť človeka a povzbudzoval výskumníkov, aby využívali princípy organizácie živých bytostí pri vytváraní mnohých strojov a zariadení. Nemenej nápadný je harmonický vzťah rastlín a živočíchov k ich prostrediu.
Faktov svedčiacich o prispôsobovaní sa živých bytostí podmienkam života je toľko, že nie je možné podať ich úplný opis. Uveďme len niekoľko názorných príkladov adaptívneho sfarbenia?
Na ochranu vajíčok, lariev, kurčiat je dôležité najmä ochranné sfarbenie. U otvorene hniezdiacich vtákov (tetrov, kajka, tetrov) je samica sediaca na hniezde takmer na nerozoznanie od okolitého pozadia. Zodpovedá podkladu a pigmentovaným vaječným škrupinám. Zaujímavosťou je, že u vtákov hniezdiacich v dutine majú samice často svetlé sfarbenie (sýkorky, ďatle, papagáje).
Úžasná podobnosť s vetvičkami je pozorovaná u tyčového hmyzu. Húsenice niektorých motýľov pripomínajú uzly a telo niektorých motýľov je ako list. Tu je ochranné sfarbenie kombinované s ochrannou formou tela. Keď paličkový hmyz zamrzne, je ťažké zistiť jeho prítomnosť aj na blízko - toľko splýva s okolitou vegetáciou. Vždy, keď sa dostaneme do lesa, na lúky, do poľa, ani si nevšimneme, koľko hmyzu sa skrýva na kôre, listoch, v tráve.
U zebry a tigra sa tmavé a svetlé pruhy na tele zhodujú so striedaním tieňa a svetla okolia. Zvieratá sú v tomto prípade sotva badateľné aj na otvorenom priestranstve zo vzdialenosti 50-70 m. Niektoré živočíchy (platesa, chameleón) sú dokonca schopné rýchlej zmeny ochrannej farby v dôsledku prerozdelenia pigmentov v kožných chromatoforoch. Účinok ochranného sfarbenia sa zvyšuje, keď sa skombinuje s vhodným správaním: v okamihu nebezpečenstva veľa hmyzu, rýb, vtákov zamrzne a zaujme pózu.
Veľmi jasné varovné sfarbenie (zvyčajne biele, žlté, červené, čierne) je charakteristické pre dobre chránené jedovaté bodavé formy. Keď sa vtáky niekoľkokrát pokúsili ochutnať „vojakovú“ chybu, lienku, osu, nakoniec odmietli zaútočiť na obeť jasnou farbou.
Zaujímavé príkladyúpravy sa spájajú s mimikou (z gréckeho mimóza – herec). Niektoré bezbranné a jedlé živočíchy napodobňujú druhy, ktoré sú dobre chránené pred predátorstvom. Napríklad niektoré pavúky pripomínajú mravce a osie muchy majú podobný vzhľad ako osy.
Tieto a mnohé ďalšie príklady hovoria o adaptívnej povahe evolúcie.
Relativita fitness.
V preddarwinovskom období rozvoja biológie slúžila zdatnosť živých bytostí ako dôkaz existencie Boha: bez všemocného stvoriteľa by sama príroda nemohla živé bytosti tak inteligentne zariadiť a tak múdro ich prispôsobiť prostrediu. Prevládal názor, že každé jednotlivé zariadenie je absolútne, pretože zodpovedá špecifickému cieľu stanovenému tvorcom: časti úst motýľa sú vysunuté do proboscis, aby mohol dostať nektár ukrytý v hlbinách koruny; pre kaktus je potrebná hrubá stonka na uskladnenie vody atď.
Adaptabilita organizmov na prostredie sa vyvinula v procese dlhého historického vývoja pod vplyvom prírodných príčin a nie je absolútna, ale relatívna, pretože podmienky prostredia sa často menia rýchlejšie, ako sa vytvárajú adaptácie. Úpravy zodpovedajúce konkrétnemu biotopu strácajú svoj význam, keď sa mení. Dôkazom relatívnej povahy zdatnosti môžu byť tieto skutočnosti:
Ochranné zariadenia od niektorých nepriateľov nie sú účinné od iných (napríklad jedovaté hady, ktoré sú nebezpečné pre mnohé zvieratá, jedia mongoose, ježkovia, ošípané);
Prejav inštinktov u zvierat môže byť nevhodný (moly zbierajú nektár zo svetlých kvetov, dobre viditeľných v noci, ale prilietajú aj k ohňu, hoci súčasne hynú);
Orgán, ktorý je v niektorých podmienkach užitočný, sa v inom prostredí stáva zbytočným a dokonca aj relatívne škodlivým (pavučiny medzi prstami husí hôr, ktoré nikdy neklesnú do vody);
Sú možné dokonalejšie prispôsobenia danému biotopu. Niektoré druhy zvierat a rastlín sa rýchlo rozmnožili a rozšírili v oblastiach, ktoré sú pre ne úplne nové. glóbus kde boli náhodne alebo zámerne zavlečené ľuďmi.
Touto cestou, relatívna povaha vhodnosť je v rozpore s tvrdením o absolútnej účelnosti u voľne žijúcich živočíchov.
Bibliografia.
„Evolúcia organický svet» N.N. Voroncov, L.N. Suchorukov;
· „Evolution and Progress“ od V.A. Berdnikov;
· "Hra o život" M. Eigen, R. Winkler;
· "Teória evolúcie" N.N. Voroncov;
· „Princípy evolúcie“ od P. Keylowa.
Živočíchy, ktoré si vďaka vnútornej produkcii tepla dokážu udržať telesnú teplotu, sa nazývajú endotermické – na rozdiel od ektotermov, ktorých telesná teplota závisí od teploty. životné prostredie. Medzi endotermy patria predovšetkým všetky teplokrvné, t.j. cicavce a vtáky (teplokrvné a studenokrvné živočíchy sa často nazývajú homoiotermné a poikilotermné). ...
Zvieratá, %; v tieni - mŕtvy,%; v štvorcoch - dávka ožiarenia, μC/kg Veľmi podrobne bol študovaný vplyv adaptácie organizmu na zvýšenú svalovú aktivitu na jeho odolnosť voči veľkému množstvu škodlivých faktorov prostredia. Tento vplyv je mimoriadne veľký. V prvom rade ide o zvýšenie odolnosti organizmu voči vysokohorskej hypoxii a zrýchlenie aklimatizácie v...
... "inteligentný" medzi všetkými bezstavovcami: trénovateľný, má dobrú pamäť, rozlišuje geometrické tvary. Zimuje v hlbších vodách a v lete migruje do plytkých vôd. 2) Znaky prispôsobenia biotopu Farba: Chobotnica má schopnosť meniť farbu tak, aby vyhovovala prostrediu. Je to spôsobené prítomnosťou buniek s rôznymi pigmentmi v koži, ...
na ďalekom severe (in Južná pologuľa neexistujú, keďže kontinenty nedosahujú také vysoké zemepisné šírky), ale aj vo vysokých nadmorských výškach v horách. 3. Zmena prostredia v dôsledku ľudskej činnosti Ľudské aktivity môžu nepriaznivo ovplyvniť živé organizmy a spôsobiť vyhynutie niektorých druhov (napríklad korytnačka). V tejto časti sa pozrieme na to, ako niektoré druhy...
Adaptabilita organizmov na ich prostredie je neoddeliteľne spojená s ich životaschopnosť, schopnosť súťažiť (konkurencieschopnosť) a zanechanie normálnych potomkov.
Životaschopnosť
Zvieratá
Rastliny
Farbenie tela motýľa
Mačka a jej divokí príbuzní (tiger, leopard) lovia zo zálohy a kradnú korisť. Všetky mačky sa o seba starajú a olizujú si srsť, aby nebolo cítiť zápach. Koniec koncov, obete by nemali cítiť predátor. Mačka loví najčastejšie v tme, pretože sa skrýva, v tomto čase sa stáva menej nápadnou. Preto všetky mačky dobre vidia v tme. Mačka je samotárske zviera, „chodí sama“; Preto sa tieto zvieratá ťažko trénujú.
Úplne iná vec je pes. Psí príbuzní (vlci, šakali) väčšinou lovia vo svorkách, preto sú veľmi spoločenskí a ľahko si zvyknú poslúchať svojho vodcu. Pes sa dá vycvičiť a stane sa veľmi poslušným. Psy sa olizujú veľmi zriedkavo a voňajú ako pes - tieto zvieratá napokon nesedia v zálohe. Na nájdenie koristi používajú pes a jeho príbuzní svoje bystré zmysly. Je to vynikajúce u psov, tieto zvieratá dokážu sledovať stopu po dlhú dobu.
Faktory prostredia môžu pôsobiť ako:
dráždivé látky a spôsobiť adaptívne zmeny vo fyziologických a biochemických funkciách;
obmedzovačov , čo spôsobuje nemožnosť existencie v týchto podmienkach;
modifikátory spôsobujúce anatomické a morfologické zmeny v organizmoch;
signály čo naznačuje zmeny v iných environmentálnych faktoroch.
V procese prispôsobovania sa nepriaznivým podmienkam prostredia boli organizmy schopné vyvinúť tri hlavné spôsoby, ako sa tomu vyhnúť.
aktívna cesta - prispieva k posilneniu odolnosti, rozvoju regulačných procesov, ktoré umožňujú vykonávať všetky životné funkcie organizmov napriek nepriaznivým faktorom.
Napríklad teplokrvnosť u cicavcov a vtákov.
pasívnym spôsobom spojené s podriadením životných funkcií tela zmenám faktorov prostredia. Napríklad fenomén skrytý život , sprevádzané pozastavením životnej činnosti pri vyschnutí zásobníka, ochladzovaním atď., Až do stavu pomyselná smrť alebo pozastavená animácia .
Napríklad sušené semená rastlín, ich výtrusy, ako aj drobné živočíchy (vírniky, háďatká) sú schopné odolať teplotám pod 200 °C. Príklady pozastavenej animácie? Zimný kľud rastlín, zimný spánok stavovcov, uchovanie semien a spór v pôde.
Jav, pri ktorom je dočasný fyziologický odpočinok v individuálny rozvoj niektoré živé organizmy sa vplyvom nepriaznivých faktorov prostredia tzv diapauza .
Vyhýbanie sa nepriaznivým účinkom - vývoj v organizme takých životných cyklov, v ktorých sú najzraniteľnejšie štádiá jeho vývoja ukončené v teplotne a iných podmienkach najpriaznivejších obdobiach roka.
Bežným spôsobom takýchto adaptácií je migrácia.
Evolučne vznikajúce adaptácie organizmov na podmienky prostredia, vyjadrené v zmene ich vonkajších a vnútorných vlastností, sa nazývajú prispôsobenie . Existujú rôzne typy úprav.
Morfologické úpravy . Organizmy majú také znaky vonkajšej štruktúry, ktoré prispievajú k prežitiu a úspešnému životu organizmov v ich obvyklých podmienkach.
Napríklad aerodynamický tvar tela vodných živočíchov, štruktúra sukulentov, adaptácie halofytov.
Morfologický typ prispôsobenia zvieraťa alebo rastliny, v ktorom majú vonkajší tvar, ktorý odráža spôsob ich interakcie s prostredím, sa nazýva životná forma druhu . V procese adaptácie na rovnaké podmienky prostredia odlišné typy môže mať podobnú formu života.
Napríklad veľryba, delfín, žralok, tučniak.
Fyziologické adaptácie sa prejavujú znakmi enzymatickej sady v tráviacom trakte zvierat, determinovaných zložením potravy.
Napríklad poskytovanie vlhkosti v dôsledku oxidácie tuku v ťavách.
Behaviorálne adaptácie - prejavujú sa vytváraním úkrytov, pohybom za účelom výberu čo najpriaznivejších podmienok, plašením predátorov, úkrytom, húfnym správaním a pod.
Adaptácie každého organizmu sú určené jeho genetickou predispozíciou. Pravidlo súladu podmienok prostredia s genetickým predurčením uvádza: pokiaľ prostredie obklopujúce určitý typ organizmov zodpovedá genetickým možnostiam adaptácie tohto druhu na jeho výkyvy a zmeny, tento druh môže existovať. Prudká a rýchla zmena podmienok prostredia môže viesť k tomu, že rýchlosť adaptačných reakcií bude zaostávať za zmenami podmienok prostredia, čo povedie k iliminácii druhov. To isté platí aj pre ľudí.
Biotop živých organizmov ich ovplyvňuje priamo aj nepriamo. Tvory neustále interagujú s prostredím, získavajú z neho potravu, no zároveň uvoľňujú produkty svojho metabolizmu.
Prostredie patrí:
- prírodný - objavil sa na Zemi bez ohľadu na ľudskú činnosť;
- technogénne - vytvorené ľuďmi;
- vonkajšie - to je všetko, čo je okolo tela a tiež ovplyvňuje jeho fungovanie.
Ako živé organizmy menia svoje prostredie? Prispievajú k zmene zloženia plynov vo vzduchu (v dôsledku fotosyntézy) a podieľajú sa na tvorbe reliéfu, pôdy a klímy. Vplyvom živých bytostí:
- zvýšený obsah kyslíka;
- množstvo oxidu uhličitého sa znížilo;
- zloženie oceánskej vody sa zmenilo;
- sa objavili organické horniny.
Vzťah medzi živými organizmami a ich prostredím je teda silnou okolnosťou, ktorá vyvoláva rôzne premeny. Existujú štyri odlišné životné prostredia.
Habitat zem-vzduch
Zahŕňa vzdušné a pozemné časti a je skvelý na rozmnožovanie a vývoj živých bytostí. Ide o pomerne zložité a rôznorodé prostredie, ktoré sa vyznačuje vysoký stupeň organizácia všetkých živých vecí. Náchylnosť pôdy na eróziu, znečistenie vedie k zníženiu počtu živých bytostí. V pozemný svetžijúci v organizmoch, vonkajšia a vnútorná kostra je dosť silne vyvinutá. Stalo sa to preto, že hustota atmosféry je oveľa menšia ako hustota vody. Kvalita a štruktúra sú považované za jednu z významných podmienok existencie. vzdušných hmôt. Sú v nepretržitom pohybe, takže teplota vzduchu sa môže meniť pomerne rýchlo. Živé tvory, ktoré žijú v tomto prostredí, sa musia prispôsobiť jeho podmienkam, preto si vyvinuli adaptabilitu na prudké teplotné výkyvy.
Vzducho-suchozemský biotop je rozmanitejší ako vodný. Tlakové straty tu nie sú také výrazné, no dosť často je tu nedostatok vlahy. Z tohto dôvodu majú suchozemské živé tvory mechanizmy, ktoré im pomáhajú s prísunom vody do tela, hlavne v suchých oblastiach. Rastliny vytvárajú silný koreňový systém a špeciálnu vodotesnú vrstvu na povrchu stoniek a listov. Zvieratá majú výnimočnú štruktúru vonkajších vrstiev. Ich životný štýl pomáha udržiavať vodnú rovnováhu. Príkladom môže byť migrácia na napájadlá. Veľká rola pre pozemské živé bytosti zohráva úlohu aj zloženie ovzdušia, ktoré zabezpečuje chemickú štruktúru života. Surovinou pre fotosyntézu je oxid uhličitý. Na spojenie nukleových kyselín a bielkoviny vyžadujú dusík.
Prispôsobenie sa prostrediu
Adaptácia organizmov na ich prostredie závisí od miesta ich pobytu. U lietajúcich druhov sa vytvoril určitý tvar tela, a to:
- ľahké končatiny;
- ľahký dizajn;
- zefektívnenie;
- mať krídla na lietanie.
U lezeckých zvierat:
- dlhé uchopovacie končatiny, ako aj chvost;
- tenké dlhé telo;
- silné svaly, ktoré vám umožňujú vytiahnuť telo a hádzať ho z vetvy na vetvu;
- ostré pazúry;
- silné uchopovacie prsty.
Bežiace živé tvory majú tieto vlastnosti:
- silné končatiny s nízkou hmotnosťou;
- znížený počet ochranných rohových kopýt na prstoch;
- silné zadné končatiny a krátke predné končatiny.
V niektorých typoch organizmov špeciálne zariadenia umožniť im kombinovať znaky letu a šplhania. Napríklad, keď vyliezli na strom, sú schopní dlhých skákacích letov. Iné druhy živých organizmov môžu bežať rýchlo, rovnako ako lietať.
vodný biotop
Spočiatku bol život tvorov spojený s vodou. Jeho vlastnosti sú slanosť, prúdenie, potrava, kyslík, tlak, svetlo a prispievajú k systematizácii organizmov. Znečistenie vodných plôch je pre živé tvory veľmi zlé. Napríklad v dôsledku poklesu hladiny v Aralskom jazere zmizla väčšina zástupcov flóry a fauny, najmä rýb. Vo vodných plochách žije veľké množstvo živých organizmov. Z vody získavajú všetko potrebné na realizáciu života, teda potravu, vodu a plyny. Z tohto dôvodu sa celá rozmanitosť vodných živých bytostí musí prispôsobiť základným znakom existencie, ktoré tvoria chemické a fyzikálne vlastnosti voda. Pre vodný život má veľký význam aj zloženie solí v prostredí.
Vo vodnom stĺpci sa pravidelne nachádza obrovské množstvo zástupcov flóry a fauny, ktorí trávia svoj život v suspenzii. Poskytuje sa schopnosť stúpať fyzické vlastnosti voda, teda sila vyháňania, ako aj špeciálne mechanizmy samotných tvorov. Napríklad viacnásobné prívesky, ktoré výrazne zväčšujú povrch tela živého organizmu v porovnaní s jeho hmotou, zvyšujú trenie o vodu. Ďalším príkladom obyvateľov vodných biotopov sú medúzy. Ich schopnosť zostať v hrubej vrstve vody je spôsobená nezvyčajným tvarom tela, ktoré vyzerá ako padák. Hustota vody je navyše veľmi podobná hustote tela medúzy.
Živé organizmy, ktorých biotopom je voda rôzne cesty pripravený na pohyb. Napríklad ryby a delfíny majú aerodynamický tvar tela a plutvy. Sú schopní rýchlo sa pohybovať vďaka nezvyčajnej štruktúre vonkajších krytov, ako aj prítomnosti špeciálneho hlienu, ktorý znižuje trenie proti vode. o určité typy chrobáky žijúce vo vodnom prostredí sa uvoľnený odpadový vzduch z dýchacích ciest zadržiava medzi elytrou a telom, vďaka čomu môžu rýchlo stúpať na povrch, kde sa vzduch uvoľňuje do atmosféry. Väčšina prvokov sa pohybuje pomocou riasiniek, ktoré vibrujú, napríklad riasy alebo euglena.
Adaptácie pre život vodných organizmov
Rôzne biotopy zvierat im umožňujú pohodlne sa prispôsobiť a existovať. Telo organizmov je schopné znížiť trenie o vodu vďaka vlastnostiam krytu:
- tvrdý, hladký povrch;
- prítomnosť mäkkej vrstvy prítomnej na vonkajšom povrchu tvrdého telesa;
- sliz.
Končatiny sú zastúpené:
- plutvy;
- membrány na plávanie;
- plutvy.
Tvar tela je efektívny a má rôzne variácie:
- sploštené v dorzo-abdominálnej oblasti;
- okrúhly v priereze;
- bočne sploštené;
- v tvare torpéda;
- v tvare kvapky.
Vo vodnom prostredí potrebujú živé organizmy dýchať, preto sa vyvinuli:
- žiabre;
- prívody vzduchu;
- dýchacie trubice;
- pľuzgiere, ktoré nahrádzajú pľúca.
Vlastnosti biotopu v nádržiach
Voda je schopná akumulovať a zadržiavať teplo, takže to vysvetľuje absenciu veľkých teplotných výkyvov, ktoré sú na súši úplne bežné. Najvýznamnejšou vlastnosťou vody je schopnosť v sebe rozpúšťať ďalšie látky, ktoré sa neskôr využívajú ako na dýchanie, tak aj na výživu organizmov žijúcich v vodný prvok. Na dýchanie je potrebná prítomnosť kyslíka, preto je jeho koncentrácia vo vode veľmi dôležitá. Teplota vody v polárnych moriach sa blíži k bodu mrazu, no jej stabilita umožnila vytvorenie určitých úprav, ktoré poskytujú život aj v takýchto drsných podmienkach.
Toto prostredie je domovom obrovského množstva živých organizmov. Sú tam ryby, obojživelníky, veľké cicavce, hmyz, mäkkýše, červy. Čím vyššia je teplota vody, tým menšie množstvo zriedeného kyslíka obsahuje, ktorý sa v sladkej vode rozpúšťa lepšie ako v morskej. Preto vo vodách tropického pásma žije len málo organizmov, zatiaľ čo v polárnych nádržiach je obrovské množstvo planktónu, ktorý ako potravu využívajú zástupcovia fauny vrátane veľkých veľrýb a rýb.
Dýchanie sa realizuje celým povrchom tela alebo špeciálnymi orgánmi – žiabrami. Prosperujúce dýchanie si vyžaduje pravidelnú obnovu vody, čo sa dosahuje rôznymi výkyvmi, predovšetkým pohybom samotného živého organizmu alebo jeho adaptáciami, ako sú mihalnice či tykadlá. Veľký význam Pre život má tiež soľné zloženie vody. Napríklad mäkkýše, rovnako ako kôrovce, vyžadujú vápnik na stavbu ulity alebo ulity.
pôdne prostredie
Nachádza sa v hornej úrodnej vrstve zemská kôra. Ide o pomerne zložitú a veľmi dôležitú zložku biosféry, ktorá je úzko prepojená so zvyškom jej častí. Niektoré organizmy sú v pôde celý život, iné - polovicu. Pôda zohráva pre rastliny dôležitú úlohu. Aké živé organizmy si osvojili pôdny biotop? Obsahuje baktérie, živočíchy a huby. Život v tomto prostredí do značnej miery určujú klimatické faktory, ako je teplota.
Adaptácie pre pôdne prostredie
Pre pohodlnú existenciu majú organizmy špeciálne časti tela:
- malé kopacie končatiny;
- dlhé a tenké telo;
- kopanie zubov;
- aerodynamické telo bez vyčnievajúcich častí.
Pôda môže mať nedostatok vzduchu, môže byť hustá a ťažká, čo následne viedlo k nasledujúcim anatomickým a fyziologickým úpravám:
- silné svaly a kosti;
- odolnosť voči nedostatku kyslíka.
Kryty tela podzemných organizmov im musia umožňovať bezproblémový pohyb dopredu aj dozadu v hustej pôde, preto sa vyvinuli tieto znaky:
- krátka srsť, odolná proti oderu a dá sa uhladiť tam a späť;
- nedostatok vlasovej línie;
- špeciálne sekréty, ktoré umožňujú telu kĺzať.
Vyvinuté špecifické zmyslové orgány:
- ušnice sú malé alebo úplne chýbajú;
- žiadne oči alebo sú výrazne znížené;
- hmatová citlivosť bola vysoko rozvinutá.
Je ťažké si predstaviť vegetáciu bez pôdy. punc pôdne prostredie Za biotop živých organizmov sa považuje to, že stvorenia sú spojené s jeho substrátom. Jednou z výrazných odlišností tohto prostredia je pravidelná tvorba organických látok spravidla vplyvom odumierajúcich koreňov rastlín a opadávajúcich listov, ktoré slúžia ako zdroj energie pre organizmy v ňom rastúce. Tlak na pôdne zdroje a znečistenie životného prostredia negatívne vplývajú na tu žijúce organizmy. Niektoré druhy sú na pokraji vyhynutia.
Prostredie organizmu
Praktický vplyv človeka na biotop ovplyvňuje populácie živočíchov a rastlín, čím sa zvyšuje alebo znižuje počet druhov a v niektorých prípadoch dochádza k ich úhynu. Enviromentálne faktory:
- biotické - spojené s vplyvom organizmov na seba;
- antropogénne - spojené s vplyvom človeka na životné prostredie;
- abiotický - odkazuje na neživú prírodu.
Priemysel je najväčším odvetvím hospodárstva moderná spoločnosť zohráva zásadnú úlohu. Ovplyvňuje životné prostredie vo všetkých fázach priemyselného cyklu, od ťažby surovín až po likvidáciu produktov z dôvodu ďalšej nevhodnosti. Hlavné typy negatívneho vplyvu popredných priemyselných odvetví na životné prostredie pre živé organizmy:
- Energetika je základom rozvoja priemyslu, dopravy, poľnohospodárstvo. Využívanie takmer každej fosílie (uhlie, ropa, zemný plyn, drevo, jadrové palivo) negatívne ovplyvňuje a znečisťuje prírodné komplexy.
- Hutníctvo. Jedným z najnebezpečnejších aspektov jeho vplyvu na životné prostredie je technogénna disperzia kovov. Najškodlivejšie znečisťujúce látky sú: kadmium, meď, olovo, ortuť. Kovy sa dostávajú do životného prostredia takmer vo všetkých fázach výroby.
- Chemický priemysel je jedným z najrýchlejšie rastúcich odvetví v mnohých krajinách. Petrochemický priemysel vypúšťa do atmosféry uhľovodíky a sírovodík. Pri výrobe alkálií vzniká chlorovodík. Vo veľkých množstvách sú emitované aj látky ako oxidy dusíka a uhlíka, amoniak a iné.
Konečne
Biotop živých organizmov ich ovplyvňuje priamo aj nepriamo. Tvory neustále interagujú s prostredím, získavajú z neho potravu, no zároveň uvoľňujú produkty svojho metabolizmu. Suchá a horúca klíma v púšti obmedzuje existenciu väčšiny živých organizmov, rovnako ako v polárnych oblastiach môžu kvôli chladnému počasiu prežiť len tí najodolnejší zástupcovia. Navyše sa nielen prispôsobujú konkrétnemu prostrediu, ale sa aj vyvíjajú.
Rastliny, ktoré uvoľňujú kyslík, udržiavajú rovnováhu v atmosfére. Živé organizmy ovplyvňujú vlastnosti a štruktúru zeme. Vysoké rastliny zatieňujú pôdu, čím prispievajú k vytvoreniu špeciálnej mikroklímy a redistribúcii vlhkosti. Prostredie tak na jednej strane mení organizmy, pomáha im zlepšovať sa prostredníctvom prirodzeného výberu a na druhej strane druhy živých organizmov menia prostredie.
Sekcie: Biológia
Cieľ: formovať vedomosti žiakov o adaptabilite organizmov na prostredie.
Úlohy:
vzdelávacie: formovanie vedomostí o rôznych spôsoboch adaptability organizmov na prostredie;
rozvíjanie: schopnosť pracovať s učebnicou, analyzovať, porovnávať, zdôrazňovať hlavnú vec, myslieť logicky
vzdelávacie: podpora estetickej výchovy, formovanie vedeckého svetonázoru.
Vybavenie: tabuľka „Fitness a jeho relatívna povaha“, fotografie, kresby, zbierky rastlinných a živočíšnych organizmov, prezentácia.
Počas vyučovania
Vo forme frontálneho rozhovoru sa navrhuje odpovedať na otázky.
1. Ako vysvetliť adaptabilitu živých bytostí na prostredie?
2. Ako vznikla rozmanitosť druhov existujúcich v prírode?
3. Prečo v priebehu evolúcie dochádza k nárastu organizácie živých bytostí?
Na otázky: aké vysvetlenie zdatnosti organizmov bolo rozšírené v 18. storočí? Ako Lamarck vysvetlil tieto javy? - žiaci ľahko odpovedajú, čím učiteľ zovšeobecňuje poznámku o rozporoch medzi vedeckými faktami, odhaľujúcimi dokonalosť organického sveta a vtedy ponúkanými vysvetleniami.
Žiaci v skupinách dostávajú úlohy a rôzne predmety na prácu:
Zvážte plody a semená brezy, borovice, púpavy, maku atď. a určte povahu ich adaptability na distribúciu.
Žiaci zapisujú výsledky svojej práce do tabuľky.
Každá skupina študentov vypracuje správu o výsledkoch práce a demonštruje predmety. Potom sa na základe záverov zo skupín zovšeobecňujú rôzne úpravy v rovnakom prostredí.
Veľkú pozornosť treba venovať vysvetleniu vzniku adaptácií podľa Darwinovej teórie prirodzeného výberu v porovnaní s Lamarckovým vysvetlením.
Je potrebné zabezpečiť, aby študenti dokázali z hľadiska Darwinovho učenia správne vysvetliť, ako to či ono prispôsobenie vzniklo.
Prečíta sa a analyzuje opis vzniku dlhých nôh a dlhého krku podľa Lamarcka a Darwina.
Študenti sú potom požiadaní, aby vysvetlili výskyt:
- biela farba polárnych zvierat;
- ježkove ihly;
- ulity mäkkýšov;
- vôňa divokej ruže;
- podobnosti húsenice nočného motýľa s uzlom
Žiaci pri odpovedi podávajú vysvetlenia faktov na základe Darwinovho učenia, porovnania s možnou interpretáciou tých istých príkladov podľa Lamarcka odhaľujú jeho ideovú podstatu.
Hlavná pozornosť je venovaná objasneniu dôvodov, prečo Lamarckova teória nedokázala vysvetliť vznik organickej evolúcie, čo bravúrne zvládol C. Darwin.
Adaptácia alebo adaptácia je schopnosť organizmu prežiť a zanechať potomstvo v danom prostredí.
príklady fitness
| Príčiny | Typy svietidiel | Príklady |
| 1. Ochrana pred nepriateľmi | Ochranné sfarbenie (robí organizmy menej viditeľné na pozadí prostredia) | Jarabica biela, zajac biely (mení farbu v závislosti od ročného obdobia), farba samíc otvorených hniezdiacich vtákov (tetrov hoľniak, tetrov lieskový), zelená farba lariev húseníc, farba nočných motýľov atď. |
| Maskovanie(tvar tela a farba splývajú s okolitými predmetmi) | Húsenica nočného motýľa tvarom a farbou pripomína vetvičku, tyčinkový hmyz je veľmi podobný suchej trstinovej tyčinke, niektoré druhy hmyzu úplne opakujú tvar a farbu listov | |
| Mimikry - napodobňovanie menej chráneného organizmu jedného druhu viac chráneným organizmom iného druhu (alebo objektom životného prostredia) | Imitácia niektorých múch bodavým blanokrídlovce (mucha – vznášanka – včela) | |
| Varovné sfarbenie- jasná farba, ktorá varuje pred toxicitou živého organizmu. | svetlé sfarbenie lienka, muchovník, veľa jedovaté žaby atď. | |
| Ohrozujúce polohy | Jašterica riasnatá má pestrofarebnú kapucňu, ktorá odhaľuje pri stretnutí s nepriateľom okuliarnaté hady, niektoré húsenice (jastrab jastrab) | |
| Prispôsobenie sa podmienkam prostredia | Zjednodušený tvar tela | Ryby, morské cicavce, vtáky. |
| Letové úpravy | Perie a krídla vtákov, krídla hmyzu. | |
| Úpravy na reprodukciu | Správanie pri párení | Veľa zvierat (tance žeriavov, zápasy jeleňov) |
| Adaptácie opelenia | Vietor, hmyz, samoopelenie v rastlinách | |
| Zariadenia na prenos semien | Vietor, zvieratá, voda |
TO morfologické úpravy patrí - ochranné sfarbenie, maskovanie, mimika, výstražné sfarbenie.
TO etologické alebo behaviorálna zahŕňať - ohrozujúce polohy, skladovanie potravín.
Fyziologická adaptácia - súbor fyziologických reakcií, ktoré sú základom adaptácie organizmu na zmeny podmienok prostredia a ktorých cieľom je udržať relatívnu stálosť jeho vnútorného prostredia - homeostázu.
Chemická interakcia (mravce vylučujú enzýmy, ktoré členovia rodiny používajú na koordináciu aktivít)
Zachovanie vody v kaktuse
Starostlivosť o potomstvo je reťazec postupných reflexov vyvinutých v procese evolúcie, ktoré zabezpečujú zachovanie druhu.
Ryby tilapie nosia vajíčka a mláďatá v ústach! Poter pokojne prepláva okolo mamy, niečo prehltne, počká. Ale akonáhle nastane najmenšie nebezpečenstvo, matka vydá signál, prudko pohne chvostom a zvláštnym spôsobom sa zatrasie plutvami a ... poter sa okamžite ponáhľa do úkrytu - matkiných úst.
Niektoré druhy žiab sa liahnu vajíčka a larvy v špeciálnych vakoch na mláďatá.
U cicavcov - pri stavbe brlohov, nôr a iných prístreškov pre budúce potomstvo, udržiavaní čistoty tela mláďat, je tento inštinkt zjavne charakteristický pre všetky cicavce bez výnimky.
Pôvod fitness a jeho relativita
Ch.Darwin ukázal, že adaptácie vznikajú ako výsledok prirodzeného výberu. Nasledujúce príklady môžu slúžiť ako dôkaz relativity zariadení:
1) užitočné orgány sa v niektorých podmienkach stávajú neužitočné v iných: relatívne dlhé krídla rojkov, prispôsobené na rýchly let, spôsobujú určité ťažkosti pri vzlietnutí zo zeme
2) ochranné zariadenia proti nepriateľom sú relatívne: Jedovaté hady(napr. zmije) jedia ježkovia
3) nevhodný môže byť aj prejav pudov: napríklad obranná reakcia (vypustenie prúdu páchnucej tekutiny) skunka namierená proti idúcemu autu
4) pozorovaný „nadmerný rozvoj“ niektorých orgánov, ktoré sa stávajú prekážkou tela: rast rezákov u hlodavcov počas prechodu na mäkkú potravu.
Študenti by mali pevne pochopiť, že Darwinova doktrína relatívnej zdatnosti v dôsledku prirodzeného výberu úplne vyvracia idealistické tvrdenia o božskom pôvode a absolútnej povahe organickej účelnosti (K. Linné), ako aj o vrodenej schopnosti organizmu meniť sa vplyv len smerom, ktorý je pre nich výhodný (Lamarck).
Upevnenie vedomostí
1. Príkladom ochranného sfarbenia je:
a) podobnosť tvaru a farby tela s okolitými predmetmi;
b) napodobňovanie menej chránených viac chránených;
c) striedanie svetlých a tmavých pruhov na tele tigra.
2. Jasná farba lienok, mnohých druhov motýľov, niektorých druhov hadov a iných živočíchov s pachovými alebo jedovatými žľazami sa nazýva:
a) kamufláž
b) predvádzanie;
c) mimikry;
d) varovanie.
3. Rozmanitosť zariadení sa vysvetľuje takto:
a) iba vplyv podmienok prostredia na telo;
b) interakcia genotypu a podmienok prostredia;
c) iba znaky genotypu.
4. Príklad mimikry:
b) jasne červená farba v lienka;
c) podobnosť vo farbe brucha muchy pestrej a osy.
5. Príklad prestrojenia:
a) zelená farba kobylky spevavej;
b) podobnosť vo farbe brucha pestreca a osy;
c) jasne červená farba v lienka;
d) farebná podobnosť húsenice a nočného motýľa s uzlíkom.
6. Akákoľvek zdatnosť organizmov je relatívna, pretože:
a) život končí smrťou;
b) prispôsobenie je za určitých podmienok účelné;
c) existuje boj o existenciu;
d) prispôsobenie nesmie viesť k vytvoreniu nového druhu.
Bibliografia
- Mamontov S.G. Všeobecná biológia: Proc. pre stredných špeciálnych študentov. učebnica inštitúcie - 5. vyd., Sr. - M .: Vyššie. škola, 2003.
- Všeobecná biológia: učebnica. pre stud. Vzdelaný. stredné inštitúcie. Prednášal prof. vzdelanie / V.M. Konstantinov, A.G. Rezanov, E.O. Fadeev; vyd. V.M. Konstantinov. -M.: Vydavateľské centrum "Akadémia", 2010.