Caracteristici relative de fitness. Exemple de adaptări. Natura relativă a fitness-ului cămilelor

1. Adaptarea organismelor la mediul lor, cauzele acestuia. Caracter relativ fitnessul organismelor. Adaptarea plantelor la utilizarea luminii în biogeocenoză.

2. Modificări ale biosferei sub influența activității umane. Menținerea echilibrului în biosferă ca bază a integrității acesteia.

3. Rezolvați problema naturii intermediare a moștenirii.

1. Adaptabilitatea este corespondența structurii celulelor, țesuturilor, organelor, sistemelor de organe cu funcțiile îndeplinite, caracteristicile organismului cu habitatul său. Exemple: prezența cristelor în mitocondrii - adaptare la localizarea pe acestea un numar mare enzime implicate în oxidarea substanțelor organice; forma alungită a vaselor, pereții lor puternici - adaptabilitate la mișcarea apei cu minerale dizolvate în ea în plantă. Culoarea verde a lăcustelor, mantiselor, multor omizi de fluturi, afidelor și insectelor erbivore este o adaptare la protecția împotriva consumului de păsări.

2. Motivele de fitness sunt forțele motrice ale evoluției: variabilitatea ereditară, lupta pentru existență, selecția naturală.

3. Apariția dispozitivelor și explicația științifică a acesteia. Un exemplu de formare a fitness-ului în organisme: insectele anterior nu aveau o culoare verde, dar au fost forțate să treacă la hrănirea cu frunzele plantelor. Populațiile sunt eterogene la culoare. Păsările au mâncat indivizi ușor vizibili cu mutații (apariția nuanțelor verzi) au fost mai puțin vizibile pe frunza verde. În timpul reproducerii, în ele au apărut noi mutații, dar indivizii cu tonuri verzi au fost păstrați predominant prin selecție naturală. După multe generații, toți indivizii acestei populații de insecte au căpătat o culoare verde.

4. Natura relativă a fitnessului. Caracteristicile organismelor corespund doar anumitor condiții de mediu. Când condițiile se schimbă, ele devin inutile și uneori dăunătoare. Exemple: peștii respiră folosind branhii, prin care oxigenul intră în sânge din apă. Pe uscat, peștii nu pot respira deoarece oxigenul din aer nu ajunge la branhii. Colorarea verde a insectelor le salvează de păsări numai atunci când se află pe părțile verzi ale plantei pe un fundal diferit, devin vizibile și neprotejate.

5. Aranjarea pe etaje a plantelor într-o biogeocenoză este un exemplu de adaptabilitate a acestora la utilizarea energiei luminoase. Plasați plantele cele mai iubitoare de lumină în primul nivel, iar cele tolerante la umbră (ferigă, iarbă cu copite, măcriș) în cel mai de jos nivel. Închiderea strânsă a coroanelor comunități forestiere- motivul numărului mic de niveluri din ele.

2. 1. Biosfera este integrală, relativ stabilă, gigantică sistem ecologic, dependența echilibrului stabilit istoric în acesta de legăturile dintre locuitorii săi, de adaptabilitatea acestora la mediu, de rolul materiei vii în biosferă, de influența activității umane.

2. Motive schimbări globaleîn biosferă: creșterea populației, dezvoltare industrială, transport rutier, feroviar, aerian, apariția unor rețele rutiere complexe, minerit intensiv, construcția de centrale electrice, dezvoltare Agricultură si etc.

3. Consecințe negative dezvoltarea industriei, transporturilor, agriculturii - poluarea tuturor mediilor de viață (sol-aer, apă, sol), pierderea fertilității solului, reducerea terenurilor arabile, distrugerea suprafețe mari păduri, dispariția multor specii de plante și animale, apariția de noi agenți patogeni periculoși pentru viața umană (virusuri SIDA, hepatită infecțioasă etc.), reducerea rezervelor apă curată, epuizarea resurselor fosile etc.

4. Poluarea biosferei ca urmare a activităților agricole. Utilizarea unor doze mari de pesticide este cauza contaminării solului și a apei din rezervoare, scăderea numărului de specii de animale care trăiesc în ele, încetinind activitatea vitală a descompozitorilor (distrugerea lor de reziduuri organice și transformarea lor în alimente adecvate).

plantelor minerale). Încălcarea normelor de aplicare a îngrășămintelor minerale este cauza contaminării solului cu nitrați, acumularea acestora în produsele alimentare și otrăvirea oamenilor.

5. Tipuri poluare industrială biosferă: 1) chimică - eliberarea în biosferă a sute de substanțe care nu se găseau anterior în natură (ploaie acide etc.); 2) radiațiile, zgomotul, poluarea biologică, impactul lor negativ asupra sănătății umane, pe materie vie biosferă.

6. Managementul rațional al mediului este modalitatea principală de protejare a biosferei de poluare, de conservare a resurselor de la epuizare, a speciilor de plante și animale de la dispariție, de a menține echilibrul și integritatea biosferei.

3. În rezolvarea problemei, ar trebui să se pornească de la faptul că, în prima generație de hibrizi, dominația va fi incompletă, deși descendenții vor fi uniformi. Nu va apărea nici o trăsătură dominantă, nici una recesivă, ci una intermediară. De exemplu, o plantă de frumusețe nocturnă nu va crește cu flori roșii și albe, ci cu flori roz. În a doua generație, va avea loc o scindare și vor apărea trei grupuri de indivizi în funcție de fenotipul lor: o parte cu o trăsătură dominantă (flori roșii), o parte cu o trăsătură recesivă (flori albe), două părți de heterozigoți cu o trăsătură intermediară. trăsătură (roz).

Ce caracteristici are? Cum se manifestă fitness-ul relativ al unui cactus, cameleon sau țestoasă?

Organismele și mediul extern

Fiecare specii separate viețuitoarele au propriul lor habitat. În limitele sale, funcționează diverși factori care au caracteristici speciale, de exemplu, o anumită temperatură a aerului, salinitatea solului sau a apei și anumiți locuitori.

Pentru a supraviețui într-un anumit mediu, un organism trebuie să se adapteze la acesta. Cel care face asta cât mai eficient posibil va putea supraviețui și va avea urmași. Plantele, animalele și chiar oamenii au dezvoltat diverse instrumente pentru a le ajuta să se adapteze.

Aceste instrumente s-au format treptat. Speciile care aveau un anumit avantaj ca structură sau culoare au supraviețuit mai bine decât altele în anumite condiții. Trăsăturile utile au fost moștenite și au devenit mai pronunțate. În timp, caracteristicile dorite au devenit caracteristice tuturor reprezentanților speciei sau populației.

Natura relativă a fitnessului

Adaptarea este prezența la animale sau plante a unor caracteristici care corespund stilului lor de viață și mediului în care se află. De exemplu, corpul peștelui este raționalizat și acoperit cu mucus pentru a facilita deplasarea în apă. U urșii arctici culoare albă pentru a se amesteca cât mai mult cu mediul înconjurător.

Cu toate acestea, mecanismele auxiliare dezvoltate în natura vie nu sunt absolute, ci relative. De ce fitness-ul este relativ? E simplu. Dacă organismul se adaptează la condiții specifice de mediu, atunci poate fi nepregătit pentru alte condiții. de obicei se schimbă mai repede decât organismele, care au nevoie de cel puțin câteva generații pentru a se schimba.

Natura relativă a fitness-ului se manifestă și prin faptul că, având un mijloc fiabil de protecție împotriva unor inamici (culori strălucitoare, spini sau otravă), poți fi prins în mrejele altora. Astfel, veninul multor șerpi afectează prada mică și respinge mamifere mari, însă, nu oprește aricii și mangustele care se hrănesc cu șerpi. Vom analiza mai jos exemple detaliate.

cactusi

Plantele oferă un exemplu excelent de supraviețuire în condiții dure. Ele se dezvoltă într-un mediu insuportabil pentru multe ființe vii. Plantele sunt comune în deșerturi și semi-deșerturi, munți, savane și păduri aride.

Tulpina puternică cărnoasă îi permite să acumuleze multă umiditate din aer, iar țepii îi împiedică să se evapore. În plus, tepii ascuțiți îi sperie pe cei care vor să se ospăteze cu cactusul. Rădăcini puternic dezvoltate ajungând adânc panza freatica, saturați planta cu apă.

Astfel, planta este pe deplin pregătită pentru viață în regiunile în care precipitațiile sunt extrem de rare. Natura relativă a adaptabilității cactusului constă în faptul că, atunci când condițiile se schimbă, de exemplu, atunci când apar precipitații prelungite, planta poate muri din cauza aportului excesiv de apă în organism.

În condiții de interior, toate beneficiile cactusului se pierd și devin neutre. Tulpina puternică și spinii nu vor mai purta acele funcții importante pentru supraviețuire, va rămâne doar aspectul estetic.

Cameleonii

Cameleonii își petrec cea mai mare parte a timpului pe copaci; Degetele animalelor sunt topite, formând două grupuri aproape opuse (seamănă cu o gheară), coada este ondulată și lungă - toate acestea facilitează prinderea ramurilor și deplasarea de-a lungul lor.

Forma relativă a unui cameleon constă tocmai în culoarea sa. Culoarea naturală a animalului îl camuflează cât mai mult posibil în mediul său, făcându-l invizibil pentru prădători. Dar cameleonii își schimbă adesea culoarea, folosind-o ca mijloc de comunicare.

Unele specii pot fi revopsite în aproape toate culorile. Așa își exprimă reacția la schimbările de iluminare, umiditate sau aspectul altor animale. În momentul pericolului, „șopârla” se confruntă cu stres și poate deveni roșu aprins sau galben, dându-se, în loc să se contopească cu situația și să se ascundă.

Țestoase

Reptilele unice în structura lor sunt țestoasele. Corpul animalelor este într-o coajă densă, acoperită cu piele sau cu scute cornoase. Este puțin ca o coajă, deoarece constă dintr-o parte superioară și inferioară.

Țestoasa nu se află doar în interiorul carapacei, ci este un singur întreg cu ea. Top parte„Cadru” este fuzionat cu coloana vertebrală a animalului, partea inferioară este formată din claviculă și coaste abdominale. Este imposibil să scoți țestoasa din „casă” fără a o schilodi.

În caz de pericol, animalul își ascunde capul și membrele în interior. Cum se manifestă natura relativă a fitness-ului în acest caz? Prădătorii nu pot mesteca carapacea sau scoate broasca țestoasă din ea. Dar vulturii îl ridică sus deasupra solului, îl eliberează astfel încât coaja să se rupă și apoi își mănâncă prada.

Concluzie

Aptitudinea organismelor este corespondența dintre exteriorul lor și structura interna, comportament în mediul în care trăiesc. Se formează în timpul unui lung proces istoric și este un factor important în evoluție.

Natura relativă a fitness-ului este aceea trasaturi caracteristice organismul îl poate ajuta doar în anumite condiții și situații. Când factorii externi se schimbă, adaptările pot fi ineficiente și uneori chiar dăunează proprietarului lor.

4. Adaptarea organismelor și natura relativă a acesteia

Adaptarea este oportunitatea relativă a structurii și funcțiilor corpului, care este rezultatul selecție naturală, eliminând indivizii neadaptați. Trăsăturile apar ca urmare a mutațiilor. Dacă cresc vitalitatea unui organism, fertilitatea acestuia și îi permit să-și extindă gama, atunci astfel de caracteristici sunt „preluate” prin selecție, fixate în urmași și devin adaptări.

Tipuri de dispozitive.

Forma corpului animalelor le permite să se deplaseze cu ușurință în mediul potrivit și face ca organismele să fie neobservate printre obiecte. De exemplu, forma raționalizată a corpului peștilor, prezența membrelor lungi la o lăcustă.

Camuflarea este dobândirea asemănării unui organism cu un obiect din mediul înconjurător, de exemplu, asemănarea cu o frunză uscată sau cu scoarța de copac a aripilor unui fluture. Forma corpului insectei băț o face invizibilă printre ramurile plantelor. Peștele pipă nu este vizibil printre alge. La plante, forma florii: poziția pe lăstar favorizează polenizarea.

Colorația protectoare ascunde organismul în mediu inconjurator, îl face invizibil. De exemplu, culoare alba pentru iepure, verde pentru lăcustă. Colorarea dezmembrării - alternarea dungilor luminoase și întunecate pe corp creează iluzia clarobscurului, estompând contururile animalului (zebre, tigri).

Culoarea de avertizare indică prezența substante toxice sau organe speciale de apărare, la pericolul organismului pentru un prădător (viespi, șerpi, gărgărițe).

Mimica este imitarea unui organism mai puțin protejat al unei specii de către un organism mai protejat al unei alte specii (sau obiecte ale mediului), care îl protejează de distrugere (muștele viespii, nu Șerpi veninoși).

Comportamentul adaptativ la animale este o postură amenințătoare care avertizează și sperie inamicul, înghețând, îngrijind urmași, depozitând alimente, construind un cuib și vizuini. Comportamentul animal are ca scop protejarea și conservarea de inamici și efecte nocive factori de mediu.

Plantele au dezvoltat și adaptări: țepii protejează împotriva consumului; culoarea strălucitoare a florilor atrage insectele polenizatoare; timp diferit maturarea polenului și a ovulelor împiedică autopolenizarea; diversitatea fructelor favorizează dispersarea semințelor.

Toate adaptările sunt relative în natură, deoarece funcționează în anumite condiții la care organismul este adaptat. Când condițiile se schimbă, adaptările pot să nu protejeze organismul de moarte și, prin urmare, semnele încetează să fie adaptative. Specializarea îngustă poate provoca moartea în condiții modificate.

Motivul apariției adaptărilor este că organismele care nu îndeplinesc aceste condiții mor și nu lasă urmași. Organismele care supraviețuiesc luptei pentru existență au posibilitatea de a-și transmite genotipul și de a-l consolida de-a lungul generațiilor.

5. Speciația

Microevoluția este un proces evolutiv care are loc în interiorul unei specii, care duce la schimbarea acesteia și la apariția unei noi specii. Procesul de speciație începe în populații, deci o populație este o structură evolutivă elementară.

În populațiile ideale, se aplică legea Hardy-Weinberg - legea echilibrului genetic, conform căreia raportul dintre frecvențele genelor dominante și recesive rămâne neschimbat de la o generație la alta. Populația ideală răspunde următoarele cerințe:

a) o populație nelimitat de mare;

b) încrucișarea liberă a indivizilor - panmixia;

c) absenţa procesului de mutaţie şi selecţie; d) absenţa migraţiei indivizilor - izolarea populaţiei.

În populații, frecvențele genelor A și a corespund formulei

unde p este frecvența de apariție a genei A; c - frecvența de apariție a genei a. Într-o populație ideală, frecvențele combinațiilor genotipice AA: Aa: aa rămân neschimbate și corespund formulei:

p 2 (AA) + 2rya (Aa) + a 2 (aa) = 1.

Totuși, în populațiile reale nu sunt îndeplinite condițiile unei populații ideale. S.S. Chetverikov a stabilit că procesul de mutație în populații are loc în mod constant, dar mutațiile sunt în principal recesive și ascunse la heterozigoți. Cu omogenitate fenotipică externă, se observă eterogenitatea genotipică a populației. S.S. Chetverikov a concluzionat că populațiile naturale sunt saturate cu mutații, ceea ce este o rezervă ascunsă de variabilitate ereditară și duce la o încălcare a echilibrului genetic. Modificările aleatoare, nedirecționale ale frecvențelor alelelor dintr-o populație se numesc derivă genetică.

ÎN conditii naturale Există o fluctuație periodică a numărului de indivizi, care este asociată cu fenomene sezoniere, schimbările climatice, dezastrele naturale etc. Fluctuațiile ale numărului de indivizi dintr-o populație se numesc valuri de populație. Au fost descoperite pentru prima dată de S.S. Chetverikov. Valurile populației sunt una dintre cauzele derivei genetice, care determină următoarele fenomene: creșterea omogenității genetice (omozigozitatea) populației; concentrația de alele rare; conservarea alelelor care reduc viabilitatea indivizilor; modificarea fondului genetic diferite populații. Toate aceste fenomene duc la transformări evolutive ale structurii genetice a populației și, ulterior, la modificări ale speciei.

Metode de speciație.

Un factor important evoluția este izolarea, care duce la divergența caracterelor în cadrul unei specii și împiedică încrucișarea indivizilor. Izolarea poate fi geografică și ecologică, prin urmare se disting două metode de speciație.

Speciația geografică - apar noi forme de organisme din cauza rupturii și izolării spațiale. În fiecare populație izolată, grupul de gene se modifică datorită derivei genetice și selecției. Urmează izolarea reproductivă, care duce la formarea de noi specii.

Motivele decalajului pot fi construirea munților, ghețarii, formarea râurilor și altele. procese geologice. De exemplu, tipuri diferite larice, pini și papagali australieni s-au format ca urmare a rupturii gamei.

Speciația ecologică este o metodă de speciație în care noi forme ocupă nișe ecologice diferite în cadrul aceluiași habitat. Izolarea are loc din cauza discrepanței dintre momentul și locul încrucișării, comportamentul animalelor, adaptarea la diferiți polenizatori din plante, utilizarea diferitelor alimente etc. De exemplu, speciile de păstrăv de Sevan au locuri diferite de depunere a icrelor, speciile de ranunculi sunt adaptat la viata in conditii diferite.

Speciația geografică și ecologică se desfășoară după următoarea schemă:

izolarea unei populații – „acumularea de mutații –” izolare – „divergență de caractere –” formarea unei subspecii – „izolarea reproductivă –” formarea unei specii.

Acestea sunt procese foarte lungi. Forța motrice din spatele speciației este selecția naturală motrice și perturbatoare.

6. Macroevoluție

Macroevoluția este o evoluție supraspecifică, în urma căreia se formează taxoni mai mari (familii, ordine, clase, tipuri). Nu are mecanisme specifice și se desfășoară în mod similar cu mecanismele de microevoluție. Macroevoluția are loc pe perioade istorice vaste de timp și este inaccesibilă studiului și observației directe. A. N. Severtsov și I. I. Shmalgauzen au stabilit două direcții principale ale procesului evolutiv: progresul biologic și regresia biologică.

Regresia biologică se caracterizează printr-o îngustare a intervalului; scăderea numărului de specii; o reducere a numărului de populații și o scădere a unităților sistematice; predominanţa mortalităţii asupra natalităţii.

Acest lucru duce la o reducere a numărului de specii dintr-un gen, a numărului de genuri dintr-o familie (uneori până la unul), familii într-o ordine (una), etc. Unele specii, genuri și familii dispar complet. De exemplu, o scădere a numărului de cozi de cal și mușchi. Este pe cale de disparitie tigru ussurian.

Modalități de a realiza progresul biologic.

Înființat de A. N. Severtsov și asociat cu tot felul de transformări în structura organismelor.

Aromorfoza este arogeneza, sau progresul morfofiziologic, însoțit de modificări majore în structura organismelor și de o creștere a nivelului de organizare a acestora. Aromorfozele sunt purtate caracter generalși nu sunt adaptabile la condiții speciale. Ele oferă o oportunitate de a dezvolta noi habitate și de a-și extinde gama. Ca urmare a aromorfozelor, au apărut taxoni atât de mari ca tipuri și clase.

Idioadaptarea este alogeneză, însoțită de dobândirea de către organism a unor adaptări particulare la condițiile de mediu și la habitat fără modificarea nivelului de organizare. Dezvoltarea de noi medii de viață este în curs de desfășurare. Schimbările care apar sunt de natură adaptativă, uneori o specializare restrânsă la o anumită afecțiune. Ca urmare, divergența caracterelor are loc în cadrul unui grup sistematic și se formează taxoni mai mici: ordine, familii, genuri. La indivizii din diferite grupuri taxonomice se poate observa convergența - convergența caracterelor ca urmare a adaptării diverse organisme la aceleași condiții de viață (fluturi și păsări, balene și pești). Așa apar ele organisme similare.

Uneori există o dezvoltare independentă a caracterelor similare în grupuri strâns legate de organisme - paralelism. De exemplu, dezvoltarea aripilor la pinipede (morse și foci).

Reguli ale evoluției.

1. Evoluția este ireversibilă. Orice grup sistematic nu se poate întoarce la strămoșul original. Uneori apar atavisme, dar sunt izolate. Amfibienii nu pot da din nou naștere peștilor din care au evoluat.

2. Evoluția este progresivă și vizează dezvoltarea adaptărilor la orice condiții de existență.

3. Fiecare creștere a nivelului de organizare - aromorfoza - este însoțită de adaptări particulare - idioadaptare, iar în cazuri speciale - degenerare.

Au o structură similară ca urmare a existenței în condiții similare și a selecției naturale în mod egal direcționată. 5 MICROEVOLUȚIE ȘI MACROEVOLUȚIE evoluție selecție naturală speciație Conceptul proceselor de micro- și macroevoluție. Teoria și principiile evoluției sistematică biologică. Monofilie - originea unui taxon dintr-un strămoș comun idei moderne, ...

Numărul de specii 5. Rolul omului în creșterea productivității agrocenozelor: creșterea soiurilor de plante și rase de animale foarte productive, cultivarea lor folosind cele mai noi tehnologii, ținând cont de biologia organismelor (nevoia de nutrienți, nevoile plantelor de căldură, umiditate etc.), controlul bolilor și dăunătorilor, implementarea la timp a lucrărilor agricole etc. 6. ...

Din plantă se obțin azotul și substanțele organice. Acest fenomen se numește simbioză. Biletul nr. 23 1. 1. Selecția este știința creșterii de noi soiuri de plante și rase de animale. O rasă (soi) este o populație creată artificial care se caracterizează prin caracteristici biologice ereditare, caracteristici morfologice și fiziologice și productivitate. 2. C. Darwin - ...

Echilibrul în biosferă, diversitatea biologică. Creare Parcuri nationale, rezervele biosferei, monitorizare etc. 3. Caracteristicile clasei și familiei sunt aceleași, diferența este în formă Rădăcina este mai puternică în grădină, frunzele sunt mai mari în pădure, marginea frunzei este mai puțin zimțată. la căpșuni, fructul este mai mare la căpșuni. Biletul nr. 5 1. H20 - cel mai simplu. În celulă, H2O există în două stări: liber (95%)...

Corespondența structurii organelor cu funcțiile îndeplinite (de exemplu, perfecționarea aeronavei păsărilor, lilieci, insecte) a atras întotdeauna atenția omului și a încurajat cercetătorii să folosească principiile de organizare a ființelor vii în crearea multor mașini și dispozitive. Relațiile armonioase dintre plante și animale și mediul lor nu sunt mai puțin frapante.

Faptele care indică adaptabilitatea ființelor vii la condițiile de viață sunt atât de numeroase încât nu este posibil să le oferim o descriere completă. Să dăm doar câteva exemple izbitoare de colorare adaptivă?

Este deosebit de important să protejați ouăle, larvele și puii.colorare protectoare. La păsările care cuibesc deschise (cocoș, eider, cocoș), femela care stă pe cuib este aproape imposibil de distins de fundalul înconjurător. Cojile pigmentate ale ouălor se potrivesc și cu fundalul. Este interesant faptul că, la păsările care cuibăresc în goluri, femelele au adesea culori strălucitoare (țâțe, ciocănitoare, papagali).

O asemănare uimitoare cu crenguțele este observată la insectele stick. Omizile unor fluturi seamănă cu crengi, iar corpul unor fluturi seamănă cu o frunză. Aici culoarea protectoare este combinata cu forma protectoare a corpului. Când insecta stick îngheață, este dificil să îi detectăm prezența chiar și la distanță apropiată - se îmbină atât de mult cu vegetația din jur. De fiecare dată când ajungem în pădure, pajiști sau câmpuri, nici măcar nu observăm câte insecte se ascund pe scoarță, frunze și iarbă.

Zebra și tigrul au dungi întunecate și deschise pe corpul lor care coincid cu alternanța umbrei și luminii din zona înconjurătoare. În acest caz, animalele sunt cu greu vizibile chiar și în spațiul deschis de la o distanță de 50-70 m. Unele animale (lipă, cameleon) sunt chiar capabile să își schimbe rapid culoarea protectoare datorită redistribuirii pigmenților în cromatoforii pielii. . Efectul colorației protectoare crește atunci când este combinat cu un comportament adecvat: în momentul pericolului, multe insecte, pești și păsări îngheață, luând o poziție de odihnă.

O culoare de avertizare foarte strălucitoare (de obicei alb, galben, roșu, negru) este caracteristică formelor otrăvitoare de usturime bine protejate. După ce au încercat de mai multe ori să guste insecta soldat, gărgărița și viespa, păsările renunță în cele din urmă să atace victima viu colorată.

Exemple interesante de adaptare sunt legate demimetism(din grecescul mimos - actor). Unele animale fără apărare și comestibile imită specii care sunt bine protejate de prădători. De exemplu, unii păianjeni seamănă cu furnicile, iar muștele viespilor sunt asemănătoare ca aspect cu viespii.

Acestea și multe alte exemple indică natura adaptativă a evoluției.

Relativitatea fitnessului.

În perioada predarwiniană a dezvoltării biologiei, adaptabilitatea ființelor vii a servit drept dovadă a existenței lui Dumnezeu: fără un creator atotputernic, natura însăși nu ar fi fost capabilă să aranjeze atât de inteligent ființele vii și să le adapteze atât de înțelept la mediul. Opinia predominantă a fost că fiecare dispozitiv individual este absolut, deoarece corespunde unui scop specific stabilit de creator: părțile gurii fluturelui sunt extinse într-o proboscis, astfel încât să le poată folosi pentru a obține nectarul ascuns în adâncurile corolă; O tulpină groasă este necesară pentru ca cactusul să stocheze apă etc.

Adaptarea organismelor la mediu se dezvoltă în procesul de dezvoltare istorică îndelungată sub influența cauzelor naturale și nu este absolută, ci relativă, deoarece condițiile de mediu se schimbă adesea mai repede decât se formează adaptările. Corespunzător unui anumit habitat, adaptările își pierd semnificația atunci când se schimbă. Următoarele fapte pot fi dovezi ale naturii relative a fitness-ului:

dispozitivele de protecție împotriva unor inamici sunt ineficiente împotriva altora (de exemplu, șerpii otrăvitori, periculoși pentru multe animale, sunt mâncați de manguste, arici, porci);

manifestarea instinctelor la animale se poate dovedi a fi nepotrivită (moliile adună nectar din florile ușoare, vizibile clar noaptea, dar zboară și spre foc, deși mor în acest proces);

un organ care este util în unele condiții devine inutil și chiar relativ dăunător în alt mediu (membranele dintre degetele gâștelor de munte, care nu aterizează niciodată pe apă);

Sunt posibile și adaptări mai avansate la un anumit habitat. Unele specii de animale și plante s-au înmulțit rapid și s-au răspândit pe scară largă în zone complet noi glob, unde au fost introduse accidental sau intenționat de oameni.

Astfel, natura relativă a aptitudinii contrazice afirmația de oportunitate absolută în natura vie.

Secțiuni: Biologie

Obiectivele lecției:

repetarea și consolidarea cunoștințelor despre forțele motrice ale evoluției;
pentru a forma conceptul de adaptabilitate a organismelor la mediul lor, cunoașterea mecanismelor de adaptare ca urmare a evoluției;
să continue dezvoltarea abilităților de a folosi cunoștințele legilor teoretice pentru a explica fenomenele observate în natura vie;
dezvolta cunostinte specifice despre caracteristici adaptive structura, culoarea corpului și comportamentul animalelor.

Echipament:

Tabel „Adaptabilitate și natura ei relativă”, fotografii, desene, colecții de organisme vegetale și animale, fișe pentru efectuarea testelor, prezentare.

1. Repetarea materialului studiat:

Sub forma unei conversații frontale, se propune să se răspundă la întrebări.

a) Numiți singura forță motrice călăuzitoare a evoluției.
b) Care este furnizorul de material pentru selecție în populație?
c) Se știe că variabilitatea ereditară, care furnizează material pentru selecție, este aleatorie și nu direcționată. Cum devine selecția naturală direcțională?
d) Dați o explicație din punct de vedere evolutiv pentru următoarea expresie: „Nu genele individuale sunt supuse selecției, ci fenotipuri întregi. Fenotipul nu este doar un obiect de selecție, ci joacă și rolul unui transmițător de informații ereditare în generații.”

Pe măsură ce întrebarea este pusă, textul acesteia este afișat pe ecran (este folosită o prezentare)

2. Profesorul aduce conversația la formularea temei lecției.

În natură, există o discrepanță între capacitatea organismelor de a se reproduce nelimitat și resursele limitate. Acesta este motivul...? lupta pentru existență, în urma căreia supraviețuiesc indivizii cei mai adaptați la condițiile de mediu. (Afișați diagrama pe ecran, elevii o notează într-un caiet)

Deci, unul dintre rezultatele selecției naturale poate fi numit dezvoltarea adaptărilor în toate organismele vii - adaptări la mediu, adică. fitness este rezultatul acțiunii selecției naturale în condiții date de existență.

(Mesaj despre subiectul lecției, scris într-un caiet)

Gândește-te și încearcă să formulezi care este esența adaptării la condițiile de mediu? (Împreună cu elevii, profesorul oferă o definiție a fitnessului, care este notă într-un caiet și afișată pe un ecran cu diapozitive)

Adaptabilitatea organismelor sau adaptări- un ansamblu al acelor caracteristici ale structurii lor, proceselor fiziologice și comportamentului care asigură pentru o specie dată posibilitatea unui stil de viață specific în anumite condiții de mediu.

Care credeți că este importanța fitness-ului pentru organisme?

Sens: adaptabilitatea la condițiile de mediu crește șansele organismelor de a supraviețui și de a lăsa un număr mare de descendenți. (Scrieți în caiet, afișați diapozitivul pe ecran)

Apare întrebarea cum se formează adaptările? Să încercăm să explicăm formarea trunchii unui elefant din punctul de vedere al lui C. Linnaeus, J.B. Lamarck, C. Darwin.

(Pe ecran este o fotografie a unui elefant și formularea întrebării puse)

Răspunsuri probabile ale elevilor:

Potrivit lui Linnaeus: fitness-ul organismelor este o manifestare a oportunității originale. Forța motrice este Dumnezeu. Exemplu: Dumnezeu a creat elefanții, ca toate animalele. Prin urmare, din momentul apariției lor, toți elefanții au o trunchie lungă.

Potrivit lui Lamarck: ideea capacității înnăscute a organismelor de a se schimba sub influența mediului extern. Forța motrice a evoluției este dorința organismelor de perfecțiune. Exemplu: elefanții, atunci când obțin mâncare, au fost nevoiți să își întindă constant buza superioară a obține mâncare (exercițiu). Această trăsătură este moștenită. Așa a luat ființă trunchiul lung al elefanților.

Potrivit lui Darwin: printre numeroșii elefanți se aflau animale cu trunchi de diferite lungimi. Cei dintre ei cu trunchiul ceva mai lung au avut mai mult succes în obținerea de hrană și în supraviețuire. Această trăsătură a fost moștenită. Deci, treptat, au apărut trunchi lung elefanti.

Care explicație este mai realistă? Să încercăm să descriem mecanismul prin care apar adaptările. (Schema pe ecran)

3. Varietate de adaptări.

Pe pupitrele elevilor se află desene și colecții care ilustrează diferitele adaptări ale organismelor la mediu. Lucrați în perechi sau în grupuri. Elevii descriu adaptări, le numesc ei înșiși sau cu ajutorul profesorului. Aceste dispozitive apar pe ecran pe măsură ce conversația progresează.

1. Adaptări morfologice(modificări ale structurii corpului).

forma raționalizată a corpului la pești și păsări
membranele dintre degetele păsărilor de apă
blană groasă la mamiferele nordice
corp plat la peștele de fund
târâtoare și sub formă de pernă la plantele din latitudinile nordice și regiunile muntoase înalte

2. Camuflaj: forma corpului și culoarea se amestecă cu obiectele din jur (diapozitiv).

(Caluți de mare, insecte stick, omizi ale unor fluturi).

3. Patronizarea colorării:

dezvoltat la specii care trăiesc în mod deschis și pot fi accesibile inamicilor (ouă de păsări care cuibăresc deschis, lăcustă, lipa). Daca fundalul mediului nu este constant in functie de anotimpul anului, animalele isi schimba culoarea (iepure alb, iepure maro).

4. Culoare de avertizare:

Foarte strălucitoare, caracteristice formelor otrăvitoare și înțepătoare (viespi, bondari, gărgărițe, șerpi cu clopoței). Adesea combinat cu un comportament de sperietură demonstrativ.

5. Mimetism:

asemănarea culorii și a formei corpului dintre organismele neprotejate cu cele protejate (șarpi și albine, șerpi tropicali și șerpi otrăvitori; florile de snapdragon arată ca bondarii - insectele încearcă să înceapă relaţiile maritale, care favorizează polenizarea; ouăle depuse de cuc). Mimicile nu depășesc niciodată speciile originale. În caz contrar, colorarea de avertizare își va pierde sensul.

6. Adaptări fiziologice:

adaptabilitatea proceselor de viață la condițiile de viață.

acumularea de grăsime de către animalele din deșert înainte de debutul sezonului uscat (cămilă)
glande care elimină sărurile în exces la reptile și păsările care trăiesc în apropierea mării
conservarea apei în cactusi
metamorfoză rapidă la amfibienii din deșert
termolocație, ecolocație
stare de animație suspendată parțială sau completă

7. Adaptări comportamentale:

modificari de comportament in anumite conditii

îngrijirea puilor îmbunătățește supraviețuirea animalelor tinere și crește stabilitatea populațiilor acestora
formarea de perechi separate în sezon de imperechere, iar iarna formează stoluri. Ce ușurează hrana și protecția (lupii, multe păsări)
comportament de descurajare (gândacul bombardier, sconcș)
îngheț, simulare de vătămare sau moarte (oposum, amfibieni, păsări)
comportament de precauție: hibernare, depozitare a alimentelor

8. Adaptări biochimice:

asociată cu formarea în organism a anumitor substanțe care facilitează apărarea inamicilor sau atacurile asupra altor animale

otrăvuri de șerpi, scorpioni
antibiotice pentru ciuperci și bacterii
cristale de oxalat de potasiu în frunzele sau țepii plantelor (cactus, urzică)
structura speciala a proteinelor si lipidelor la termofile (rezistente la temperaturi ridicate)

și psihrofil (iubitor de frig), permițând organismelor să existe în izvoarele termale, solurile vulcanice și condițiile de permafrost.

Natura relativă a adaptărilor.

Se sugerează să acordați atenție mesei: iepure de câmp. Invizibil pentru prădători în zăpadă, vizibil clar pe fundalul trunchiurilor copacilor. Împreună cu elevii sunt date și alte exemple: moliile adună nectarul din florile ușoare, dar zboară și spre foc, deși mor în acest proces; șerpii veninoși sunt mâncați de manguste și arici; Dacă udați prea mult un cactus, acesta va muri.

Ce concluzie se poate trage?

Concluzie: orice dispozitiv este util doar în condițiile în care s-a format. Când aceste condiții se schimbă, adaptările își pierd valoarea sau chiar provoacă vătămări organismului. Prin urmare, fitness-ul este relativ.

Când am studiat subiectul, ne-am bazat pe învățăturile lui Charles Darwin despre selecția naturală. A explicat mecanismul prin care organismele se adaptează la condițiile lor de viață și a demonstrat că fitness-ul este întotdeauna relativ.

4. Consolidarea cunoștințelor.

Pe pupitrele elevilor se află foi de test și fișe de răspuns.

Opțiunea 1.

1. Un fenomen care servește ca exemplu de colorare de camuflaj:

a) colorarea cerbului sika și a tigrului;
b) pete pe aripile unor fluturi, asemănătoare cu ochii vertebratelor;
c) asemănarea culorii aripilor fluturelui pierida cu culoarea aripilor fluturelui heliconid necomestibil;
d) colorarea gărgărițelor și a gândacilor de cartofi de Colorado.

2. Cum stiinta moderna explică formarea oportunității organice:

a) este rezultatul dorinței active a organismelor de a se adapta la condiții specifice de mediu;
b) este rezultatul selecției naturale a indivizilor care s-au dovedit a fi mai adaptați decât alții la condițiile de mediu datorită prezenței unor modificări ereditare care au loc la întâmplare;
c) este rezultatul influenţei directe conditii externe privind dezvoltarea caracteristicilor corespunzătoare în organism;
d) a fost inițial predeterminat în momentul în care creatorul a creat principalele tipuri de ființe vii.

3. Fenomen. Un exemplu este asemănarea dintre musca leului și viespi în culoarea abdomenului și forma antenelor:

a) colorare de avertizare;
b) mimetism;
c) coloraţie adaptivă;
d) camuflaj.

4. Exemplu de colorare protectoare:

5. Exemplu de colorare de avertizare:

a) culoarea roșie aprinsă a florii trandafir;

d) asemănarea culorii și a formei corpului.

Opțiunea 2.

1. Principalul efect al selecției naturale:

a) creșterea frecvenței genelor în populație care asigură reproducerea de-a lungul generațiilor;
b) creşterea frecvenţei genelor în populaţie care asigură o variabilitate largă a organismelor;
c) apariţia în populaţie a genelor care asigură păstrarea în organisme a caracteristicilor speciei;
d) apariția în populație a genelor care determină adaptarea organismelor la condițiile de viață;

2. Exemplu de colorare protectoare:

a) colorarea verde a lăcustei cântătoare;
b) culoarea verde a frunzelor la majoritatea plantelor;
c) culoare roșu aprins buburuză;
d) asemănare în culoarea abdomenului musboiului și viespei.

3. Exemplu de mascare:

a) colorarea verde a lăcustei cântătoare;
b) asemănare în culoarea abdomenului musboiului și viespei;
c) culoarea roșie aprinsă a gărgăriței;

4. Exemplu de colorare de avertizare:

a) culoare roșie aprinsă a unei flori de trandafir;
b) culoare roșie aprinsă a gărgăriței;
c) asemănarea culorii între musca sirosă și viespe;
d) asemănarea de culoare și formă a corpului omida moliei cu nodul.

5. Exemplu de mimetism:

a) colorarea verde a lăcustei cântătoare;
b) culoare roșie aprinsă a gărgăriței;
c) asemănare în culoarea abdomenului musboiului și viespei;
d) asemănarea de culoare și formă a corpului omida moliei cu nodul.

Card de răspuns: