Importanța adaptării organismelor la mediul lor. Natura relativă a adaptărilor

Uitați-vă la figurile 158-163. Care sunt adaptările organismelor descrise în imagini la condițiile lor de viață? Luați în considerare dacă aceste adaptări vor rămâne în organisme dacă condițiile lor de viață se schimbă.

Toate organismele au o varietate de adaptări la condițiile lor de viață. Aceste adaptări se dezvoltă în procesul evoluției în două etape. Inițial, în organisme apar noi caracteristici datorită variabilității mutaționale și combinaționale. Aceste trăsături sunt apoi testate prin selecție naturală pentru adecvarea lor la condițiile de mediu.

Exemple de adaptări ale organismelor. Exemplele de adaptări ale organismelor la condițiile de viață sunt atât de numeroase încât este aproape imposibil să le descriem pe toate. Să dăm doar câteva exemple.

Orez. 158. Colorarea protectoare la animale: 1 - colorarea solidă a penajului de iarnă al potârnichii de tundra; 2 - colorarea dezmembratoare la cerbul ax

Adaptările morfologice includ, întâlnite la diferite organisme, diferite tipuri de colorații de protecție, de avertizare, de camuflaj și mijloace de protecție pasivă.

Colorația protectoare se dezvoltă la indivizii care trăiesc în mod deschis, ceea ce îi face mai puțin vizibili pe fundalul înconjurător. Această colorare poate fi solidă (penajul alb al potârnichii de tundra iarna), dacă fundalul înconjurător este uniform, sau disjunctivă (puncte deschise și întunecate pe pielea căprioarei axei), dacă pete de lumină și umbră alternează pe fundalul înconjurător (Fig. 158). Efectul colorării protectoare este sporit de comportamentul corespunzător al animalului. În momentul pericolului, se ascund, ceea ce le face și mai puțin vizibile pe fundalul înconjurător.

Colorația de avertizare se dezvoltă la indivizii care au mijloace chimice de apărare împotriva inamicilor. Acestea includ, de exemplu, insecte înțepătoare sau otrăvitoare, plante necomestibile sau care arde. În procesul de evoluție, au dezvoltat nu numai substanțe chimice toxice, ci și culori strălucitoare, de obicei roșu-negru sau galben-negru (Fig. 159). Unele animale cu colorație de avertizare în momentul pericolului arată pete strălucitoare prădătorului și iau o poziție amenințătoare, care derutează inamicul.

Orez. 159. Colorație de avertizare la broaștele săgeți

Camuflajul este o protecție servită nu numai de colorare, ci și de forma corpului. Există două tipuri de camuflaj. Primul este că organismul de camuflaj, în felul său aspect seamănă cu un obiect - o frunză, o crenguță, o piatră etc. Acest tip de camuflaj se găsește pe scară largă la insecte: insecte stick, gândaci și omizi de fluturi de molii (Fig. 160).

Orez. 160. Camuflajul insectelor de frunze

Al doilea tip de camuflaj se bazează pe asemănarea imitativă a organismelor neprotejate cu cele protejate. Astfel, fluturii de sticlă inofensivi, cu culoarea abdomenului lor, seamănă cu insectele înțepătoare - viespi, de aceea păsările insectivore nu îi ating (Fig. 161).

Orez. 161. Camuflajul fluturelui de sticlă

Mijloacele de apărare pasivă cresc probabilitatea de a păstra organismul în lupta pentru existență. De exemplu, carapace de broasca testoasa, cochilii de moluste si ace de arici le protejeaza de atacurile inamicilor. Spinii de pe tulpinile trandafirilor și spinii de pe cactusi împiedică mamiferele erbivore să mănânce aceste plante (Fig. 162).

Orez. 162. Mijloace de apărare pasivă la cactusul de pere

Adaptările fiziologice asigură rezistența organismelor la schimbările de temperatură, umiditate, lumină și alte condiții de natură neînsuflețită.

Astfel, atunci când temperatura ambientală scade la amfibieni și reptile, nivelul metabolismului din organism scade și începe somnul de iarnă. La păsări și mamifere, dimpotrivă, când temperatura ambiantă scade, metabolismul în organism crește, ceea ce crește producția de căldură. Penele groase, blana și stratul de grăsime subcutanat care se dezvoltă împiedică organismul să piardă căldură (Fig. 163).

Orez. 163. Blana de iarnă a veveriței are un subpar gros

Adaptările comportamentale se găsesc numai la animalele cu un sistem nervos foarte dezvoltat. Ei reprezintă diverse forme comportamente care vizează supravieţuirea atât a indivizilor, cât şi a speciei în ansamblu.

Toate adaptările comportamentale pot fi împărțite în congenitale și dobândite. Cele înnăscute includ, de exemplu, comportamentul de împerechere, protecția și hrănirea urmașilor, evitarea prădătorilor și migrația. Astfel, când o leoaică își linge puii, își amintește de mirosul lor. Același proces trezește în ea nevoia de a proteja puii de leu de dușmani (Fig. 164, 1).

Orez. 164. Adaptări comportamentale ale organismelor: 1 - leoaică care lingă puii de leu; 2 - Macaci japonezi care se peleau într-un izvor fierbinte; 3 - păsările de apă iernând pe un rezervor fără gheață din oraș

Adaptările comportamentale dobândite joacă, de asemenea, un rol important în viața animalelor. De exemplu, cea mai nordică specie de maimuțe, macacul japonez, găsit în nordul Japoniei, a trecut la un stil de viață cu apă de zăpadă (Fig. 164, 2). Iarna, când se instalează înghețuri severe, aceste maimuțe coboară din munți la izvoarele termale, unde se relaxează în apă caldă. Un alt exemplu clar. În orașele mari din centrul Rusiei, comportamentul păsărilor migratoare s-a schimbat. Astfel, unele păsări de apă au încetat să zboare pentru a ierna regiuni calde. Se adună în stoluri mari pe rezervoare neînghețate, unde există întotdeauna hrana necesară (Fig. 164, 3).

Fezabilitatea relativă a dispozitivelor. Toate adaptările în organisme sunt dezvoltate în condițiile specifice ale mediului lor. Dacă condițiile de mediu se schimbă, adaptările își pot pierde sensul pozitiv, cu alte cuvinte, au o relativă oportunitate.

Există multe dovezi cu privire la oportunitatea relativă a adaptărilor: apărarea organismului împotriva unor inamici este ineficientă împotriva altora; comportamentul corpului poate deveni lipsit de sens; Un organ care este util în unele condiții se dovedește a fi inutil în altele. De exemplu, un rădăcinu, datorită instinctului său parental, hrănește un pui de cuc dintr-un ou aruncat în cuib de cuc (Fig. 165).

Orez. 165. Oportunitatea relativă a adaptărilor organismelor - warbler, cuc care alăptează

Deci, principalul rezultat al acțiunii forțelor motrice ale evoluției este apariția unor noi adaptări în organisme și îmbunătățirea celor existente. Deoarece condițiile de existență ale organismelor se schimbă, nu există adaptări absolute în natură, iar procesul de apariție a acestora este nesfârșit. La indivizii aparținând aceleiași specii, diferențele dintre adaptările disponibile sunt nesemnificative. Consolidarea acestor diferențe în condiții de izolare duce la apariția de noi specii, adică. la speciaţie.

Exerciții bazate pe materialul acoperit

Cum se adaptează indivizii la mediul lor?
Care este oportunitatea relativă a dispozitivelor? Ilustrați răspunsul dvs. cu exemple.
Pot organismele, în cursul unei evoluții lungi, să dezvolte adaptări absolute, adică perfecte? Spuneți motivele răspunsului dvs.

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;
pentru a forma cunoștințe specifice despre adaptativ caracteristici structurale, colorarea corpului și comportamentul animalului.

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 selecția naturalăîn condiţiile date de existenţă.

(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, toți elefanții din momentul apariției lor au un trunchi lung.

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, când primesc mâncare, trebuiau să-și întindă constant buza superioară pentru a obține mâncare (exercițiu). Această trăsătură este moștenită. Așa a luat ființă trunchiul lung de elefanți.

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. Așa că, treptat, a apărut trunchiul lung de elefanți.

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 demonstrativ de sperietură.

5. Mimetism:

asemănarea culorii și a formei corpului dintre organismele neprotejate cu cele protejate (scrisele și albinele, șerpii tropicali și șerpii otrăvitori; florile de snapdragon arată ca bondarii - insectele încearcă să stabilească relații de împerechere, ceea ce 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 individuale în timpul sezonului de împerechere, iar iarna se unesc în 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 in conditiile in 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) culoarea roșie aprinsă a gărgăriței;
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 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 ahoverfly și a viespei;
d) asemănarea de culoare și formă a corpului omida moliei cu nodul.

Card de răspuns:

1 2 3 4 5
O
b
V
G

Teme pentru acasă:

paragraful 47;
completați tabelul de la punctul 47:

Apariția adaptării organismelor.
Principalul motiv pentru apariția diferitelor adaptări ale organismelor vii la mediul lor este selecția. De exemplu, se știe că potârnichea este o pasăre de pădure. În funcție de habitat, prezintă diverse adaptări: a) scurtarea ciocului în legătură cu obținerea hranei de sub zăpadă și așternut de frunze: b) apariția unor pliuri cornoase la capătul degetelor pentru a facilita deplasarea pe stratul gros de zăpadă; c) extinderea, rotunjirea aripilor pentru ridicarea rapidă în aer (strămoșii potârnichii nu aveau o astfel de structură).
Pentru a se răspândi în continuare, fructele și semințele plantelor au suferit și ele diverse modificări. Acestea sunt cârlige, țepi cu care sunt atașați de animale sau puf ușor care este împrăștiat de vânt.
Apariția fitness-ului la plante și animale este un fenomen caracteristic, dar în orice caz, fitness-ul nu apare imediat. Ca urmare a lungi proces evolutiv indivizii apar cu caracteristici speciale adaptate condiţiilor de mediu.
Caracteristicile adaptării în structură, culoare, forma corpului și comportament sunt clar vizibile în exemplul unui mamifer acvatic - delfinul. Forma ascuțită a corpului îi permite să se miște ușor și liber în apă în diferite direcții. Viteza delfinului atinge 40 km/h. Și la păsări, indicatorii aptitudinii pentru zbor sunt prezența penelor care acoperă corpul; absența urechilor și a dinților; capacitatea de a-ți întoarce capul la 180"; ușurință a oaselor; digestia rapidă a alimentelor în stomac etc.
Multe animale au adaptări atât de avansate încât sunt greu de distins de mediul lor. Forma corpului, colorarea peștilor și a animalelor care trăiesc în desișurile dense de alge îi ajută să se ascundă cu succes de inamici.

Tipuri de fitness:

Colorant protector (camuflaj) și tipurile sale.
Adaptare instinctivă.
Îngrijirea urmașilor.
Adaptarea fiziologică.

Orez. 21. Adaptarea molii prin schimbarea culorii la culorile corespunzătoare ale trunchiului copacului: 1 - număr egal de fluturi întunecați și deschisi marcați; 2 - trunchi ușor de copac; 3 - creșterea numărului de fluturi ușori; 4 - creșterea numărului de fluturi întunecați; 5 - trunchi de copac întunecat

1. Colorant protector (camuflaj) și tipurile sale. Colorarea protectoare este adaptabilitatea organismelor care trăiesc deschis și care pot fi accesibile inamicilor. Păsările care incubează ouăle pe pământ (cocoș, potârnichi, prepeliță etc.) se amestecă în fundalul înconjurător. O pasăre care stă nemișcată pe un cuib este aproape invizibilă pentru dușmanii săi. Ouăle, care au coaja pigmentată, și puii care eclozează din ele sunt, de asemenea, cu greu vizibile. La prădătorii mari ale căror ouă sunt inaccesibile inamicilor sau la păsările care depun ouăle sus pe stânci sau le îngroapă. în pământ, culoarea protectoare a cochiliei nu se dezvoltă. Omizile fluture sunt de obicei verzi, de culoarea frunzelor, sau închise, de culoarea scoarței. Peștii care locuiesc pe fund (patina, lipa) sunt adesea colorați pentru a se potrivi cu culoarea nisipului.
Animalele din deșert sunt de obicei de culoare galben-nisip. O culoare protectoare monocromatică este caracteristică insectelor (lăcustelor), șopârlelor, saiguelor și leilor. În funcție de perioada anului, multe animale își schimbă culoarea. De exemplu, vulpea arctică, iepurele albă și potârnichia sunt albe iarna. Fluturii de zi au o culoare protectoare pe partea inferioară a aripilor, în timp ce fluturii de noapte au o culoare protectoare pe partea superioară a aripilor, astfel încât în timpul zilei devin vizibili pentru inamici și pot muri (partea inferioară a aripilor lor este ușoară) . Colorarea protectoare poate fi observată și sub formă de insecte: pupa fluturilor de pe o ramură este foarte asemănătoare cu un mugur; o larvă atașată de o ramură în stare nemișcată, asemănătoare cu o ramură de copac etc.
Colorarea protectoare este deosebit de utilă în fazele inițiale ale dezvoltării individuale a organismului (ouă, larvă, pui). Colorarea protectoare este necesară pentru animalele care se mișcă încet sau au intrat în stare de repaus.
Multe animale sunt capabile să-și schimbe rapid culoarea în funcție de culoarea mediului lor, iar această abilitate este moștenită. De exemplu: cameleon, lipa, agama.

Tipuri de colorant de protecție:

vopsea protectoare;
colorare atractivă;
colorare amenințătoare;
colorare imitativă.

1. Vopsea de avertizare de protecție caracteristice insectelor otrăvitoare, usturătoare sau arzătoare. De exemplu, păsările nu ciugulesc niciodată o gărgăriță (roșu, galben, maro, roșu închis, dungi) din cauza lichidului toxic, amar și gălbui pe care îl secretă (Fig. 22). Dacă puii ciugulesc accidental acest gândac, atunci data viitoare nu se apropie de el. Cărăbușul secretă un lichid neplăcut, arzător și are o culoare roșie aprinsă în dungi. Colorarea albinelor, bondarilor, viespilor și șerpilor otrăvitori îi protejează de prădători. Colorarea protectoare depinde si de comportamentul unor insecte si animale. Uneori, gândacii târători îngheață în momente de pericol. Un bitter care cuibărește în stuf, văzând accidental un inamic, își întinde gâtul, își ridică capul și îngheață. Colorația de avertizare la animale este combinată cu un comportament care respinge prădătorii.

Orez. 22. Colorare de avertizare: 1 - buburuza; 2 - blister

2. Colorare atractivă. Această colorare este deosebit de importantă în timpul reproducerii. Culorile strălucitoare ale fluturilor roșii, lăcustele cu aripi albastre, jerboasele și penajul păsărilor masculi atrag femelele în timpul sezonului de reproducere. În zilele obișnuite culoarea se amestecă cu mediuși devine invizibil pentru dușmani (Fig. 23).

Orez. 23. Colorare atrăgătoare: 1 - cercevă roșie; 2 - puină cu aripi albastre; 3 - jerboa

3. Colorare amenințătoare. Când sunt în pericol, animalele iau o poziție amenințătoare. De exemplu, în momentele de pericol, o cobra își ridică capul drept, își umflă gâtul și ia o poziție amenințătoare; Gândacul întunecat își ridică abdomenul și emană un miros neplăcut. Capul rotund cu urechi lungi deschide instantaneu pliurile pielii de pe cap și îngheață cu gura deschisă. Pe aripile deschise ale mantisului rugător există pete asemănătoare cu ochii. În caz de pericol, deschizându-și aripile, mantis rugător își sperie inamicul. Moliile au aceleași pete (Fig. 24).

Orez. 24. Colorare amenințătoare: petele oculare de pe aripile unui fluture (1) într-o poziție de amenințare arată ca ochii unei bufnițe elf (2)

4. Imitând colorarea -mimetism(greacă mimikos - „imitație”). Aceasta este imitarea animalelor și a plantelor de către organismele vii sau anumite obiecte neînsuflețite ale mediului. Culoarea de avertizare a organismelor neprotejate seamănă cu una sau mai multe specii. De exemplu, în forma corpului, dimensiunea și culoarea strălucitoare, un gândac este similar cu o gărgăriță. Forma corpului calului de mare și peștelui seamănă cu algele. Fluturele alb imită fluturii necomestibile din familia heliconidelor (Fig. 25) cu mirosul său neplăcut și culoarea strălucitoare, iar muștele imită viespile. Asemănarea șerpilor neveninoși cu cei otrăvitori îi ajută să se protejeze de inamici și să supraviețuiască.

Orez. 25. Colorație imitativă: fluturele alb (T) este asemănător fluturelui heliconid otrăvitor (2)

Exemple de colorare imitativă a plantelor.
Colorarea imitativă a plantelor este necesară pentru a atrage sau a intimida animalele. De obicei, nu există nectar pe floarea de belozor. Pentru a atrage insectele, este similar cu o plantă de miere. Insectele, care aterizează pe o floare, contribuie la polenizarea acesteia. Florile plantei insectivore (Nepenthes) sunt viu colorate. Insectele, care aterizează pe o floare, cad instantaneu într-o „capcană” și mor. O orhidee seamănă cu femela unor insecte prin forma și mirosul florii, așa că insectele masculi aterizează involuntar pe floare și o polenizează.
Mimetism apare „sub controlul” selecției naturale. Apariția lui este asociată cu acumularea de mici mutații benefice la speciile comestibile în condițiile conviețuirii acestora cu cele necomestibile. Una dintre principalele arme de apărare împotriva inamicilor și caracteristicile de adaptare este: la gândaci și crabi - acoperire chitinoasă, la moluște - scoici, la crocodili - solzi, la armadilo și broaște țestoase - scoici, la arici și porcupin - penne.

Fitness. Colorare protectoare. Pictura protectoare. Colorare atractivă. Colorare amenințătoare. Colorare imitativă (mimetism).

Motivul principal diverse adaptări ale organismelor la condițiile de mediu este selecția.
Colorarea protectoare este o adaptare necesară pentru a proteja organismele care conduc un stil de viață deschis față de inamici.
Colorația de protecție este un tip de colorare de protecție caracteristică insectelor otrăvitoare, usturătoare, arzătoare.
Colorația atractivă este un tip de colorare protectoare în timpul perioadei de reproducere a organismelor.
Colorarea amenințătoare este o modalitate de a proteja animalele de inamici prin adoptarea unei poziții amenințătoare.
Imitarea organismelor vii și a obiectelor neînsuflețite ale mediului este o adaptare a organismelor care nu se pot apăra sau sunt inactive.
Ce trăsături ale organismelor determină fitness-ul?
Cum apare fitness-ul?
Numiți tipurile de coloranți de protecție.
Dați un exemplu de vopsea de protecție.

Ce organisme se caracterizează prin colorație imitativă?
Dați exemple care dovedesc utilitatea culorilor atractive.
Care sunt exemplele de colorare imitativă la plante?

Exercita
Ați întâlnit vreodată insecte în natură care îngheață când sunt atinse? Fiți atenți la acțiunile lor, imobilitate. Acordați atenție insectelor care produc un miros miros neplăcut. Comparați-le. Această activitate vă va ajuta să vă familiarizați mai bine cu culorile protectoare și amenințătoare ale animalelor.
Încercați să finalizați sarcina.
Ce tip de colorare de protecție sunt aceste exemple? Introduceți corespunzător cu majuscule: „ZShch” - de protecție; „PR” - atractiv; „PD” este imitativ.

Buburuza. 5. Nepenthes (plantă insectivoră).
Fluture. 6. Bitter.
Gândacul întunecat. 7. Mascul fazan.
Cal de mare. 8. Manta rugătoare.

Ciclul de viață - perioada de dezvoltare a insectelor de la ou la starea de maturitate sexuală se numește ciclu de viață, sau generație. Durata dezvoltării insectelor în orice fază depinde într-o anumită măsură de condițiile climatice și meteorologice ale locurilor în care trăiesc.

Diapauză- nevoile corpului insectei de căldură și hrană nu au putut fi satisfăcute, motiv pentru care se formează diverse adaptări la aceste condiții de mediu. Astfel de adaptări sunt încetiniri și întreruperi ale dezvoltării cauzate de inhibarea metabolismului și tranziția insectei de la o stare de activitate la o stare de repaus de diferite adâncimi și durate. Cea mai profundă stare de inhibiție fiziologică a metabolismului este diapauza, care este o adaptare specială în ciclu de viață insecte Poate apărea în toate fazele dezvoltării insectelor. În conformitate cu aceasta, se face o distincție între diapauză embrionară (în faza de ou) a gândacului de frunze, larvă (în faza de larvă), pupă (în faza de pupă) a molilor și diapauză imaginară (în faza de adult) a gândaci de frunze. Activitatea vitală a organismului în timpul diapauzei este asigurată de depozitele de grăsime: granule speciale grăsime-proteine și glicogen.

Se face o distincție între diapauză obligatorie sau obligatorie și diapauză opțională sau facultativă.

Diapauza obligatorie asigură că în cursul anului are loc o singură generație. la molia țigănească, tăvălugul cu frunze verde de stejar Creează condiții pentru hrănirea de primăvară pe frunzele tinere care conțin o cantitate mare de nutrienți esențiali În timpul diapauzei, au loc procese ascunse de restructurare fiziologică, ducând în cele din urmă la restabilirea capacității de dezvoltare activă. Acest proces se numește reactivare.

Unul dintre mecanismele larg răspândite de reactivare este expunerea la temperaturi scăzute.

Apărarea împotriva insectelor

Insectele sunt caracterizate printr-un număr de caracteristici biologice, a căror cunoaștere este necesară. Acestea includ echipamente de protecție și stilul de viață social. Dintre dispozitivele de protecție, se face o distincție între apărare activă și descurajare, mimetism și criptism. Albinele și viespile, fenomenul de culoare și formă protectoare este în special răspândit în rândul insectelor de pădure. omizi de molii. Unele grupuri de himenoptere superioare și termite duc un așa-numit stil de viață social. Deci, în general, polimorfismul este una dintre formele de adaptare a insectelor la mediu extern dezvoltat prin procesul de selecție naturală.

Dintre dispozitivele de protecție, se face o distincție între apărare activă și descurajare, mimetism și criptism.

Albinele și viespile își folosesc înțepăturile pentru apărare și atac activ. Gândacii de pământ expulzează lichidul otrăvitor din anus. Mantisul care aruncă sânge sub formă de spumă este foarte eficient. Fluturele de păun de noapte stă cu aripile îndoite, iar când păsările se apropie, le deschide și „amenință” cu patru pete uriașe ocelate. Molia de șoim ocelată și o serie de alți fluturi fac același lucru. Pe măsură ce pericolul se apropie, omizile false ale mustei de pin își îndoaie simultan corpul, luând o formă de S. Coccinellidele, moliile și multe alte insecte au culori respingătoare. Colorarea lor, constând de obicei într-o combinație de tonuri contrastante ascuțite, „sperie” inamicul atunci când se apropie.

Un alt dispozitiv de protecție la insecte este mimica. O serie de insecte, lipsite de forme sigure de apărare, au un aspect care amintește de altele, mai înarmate cu mijloace de apărare. O insectă care este imitată de altul se numește model, iar fenomenul de imitație în sine se numește mimetism. Un exemplu este fluturele de sticlă, care imită o viespe, un hornet sau o albină. Mimica este foarte comună în această familie, așa că mulți dintre reprezentanții ei sunt numiți sticlă în formă de albină, în formă de viespe, în formă de furnică etc.

Fenomenul de culoare și formă protectoare este larg răspândit în special în rândul insectelor de pădure. Criptismul (cripto-ascuns) este că insectele imită obiectele din mediul lor și, prin urmare, devin invizibile pe fundalul habitatului lor. Aspectul criptic nu oferă o garanție completă a conservării, ci ajută individul în lupta pentru viață. Astfel, omizile de molii imită adesea crengi uscate pe copaci, mantisele și lăcustele sunt colorate pentru a se potrivi cu culoarea ierbii verzi din pajiști, aripile unui vierme de mătase de pin sunt greu de distins pe fundalul scoarței unui trunchi de pin, iar armyworm este aproape invizibil pe scoarța unui stejar. Uneori, diverse pete întunecate și luminoase de pe aripa plată a unui fluture arată ca niște depresiuni și umflături. Fluturele tropical callima, sau fluturele de frunze, imită perfect acest lucru atunci când stă în repaus cu aripile îndoite. Colorația, forma și postura de odihnă sunt coordonate și constituie un întreg sistem sau criptom. Toate dispozitivele de protecție descrise mai sus au fost folosite cândva de Darwin pentru a dovedi selecția naturală și sunt cunoscute pe scară largă în biologie.

Unele grupuri de himenoptere superioare și termite duc un așa-numit stil de viață social. Ei trăiesc în familii numeroase. Principalul lucru cu acest mod de viață este dezvoltarea polimorfismului, când există mai multe forme diferite din exterior ale aceleiași specii. Aceste forme sunt în general adaptate pentru a-și îndeplini funcțiile specifice în populații sau familii de specii. De obicei, într-o singură familie sunt femei, bărbați și muncitori. O familie are una sau mai multe femele mature sexual, numite matci. Cea mai mare parte a familiei este formată din femele imature, numite muncitoare. Masculii sunt prezenți cel mai adesea în familie doar în perioada de împerechere a femelelor. Regina depune de obicei un număr mare de ouă. Creșterea urmașilor este încredințată muncitorilor. Toate insectele sociale construiesc cuiburi complexe.

Mecanismul polimorfismului la insectele sociale este foarte complex. Aici se realizează schimbul de hrană între toți membrii familiei (trofotaxis), în care telergoni secretați de femelă și care inhibă dezvoltarea gonadelor la indivizii lucrători, precum și educația dirijată a larvelor și a unui număr de alte influente.

Mediul include:

natural - a apărut pe Pământ indiferent de activitatea umană;
tehnogenic - creat de oameni;
extern este tot ceea ce este în jurul corpului și, de asemenea, afectează funcționarea acestuia.

Cum își schimbă organismele vii mediul? Ele contribuie la modificări ale compoziției gazului aerului (ca rezultat al fotosintezei) și participă la formarea reliefului, a solului și a climei. Datorită influenței ființelor vii:

conținutul de oxigen crescut;
cantitatea de dioxid de carbon a scăzut;
compoziția apelor Oceanului Mondial s-a schimbat;
a aparut stânci continut organic.

Astfel, relația dintre organismele vii și habitatul lor este o circumstanță puternică care provoacă diverse transformări. Există patru medii de viață distincte.

Habitat sol-aer

Include părți de aer și sol și este excelent pentru reproducerea și dezvoltarea ființelor vii. Acesta este un mediu destul de complex și divers, care se caracterizează prin grad înalt organizarea tuturor vieţuitoarelor. Expunerea solului la eroziune și poluare duce la scăderea numărului de ființe vii. În lumea terestră, organismele au un schelet extern și intern destul de bine dezvoltat. Acest lucru s-a întâmplat deoarece densitatea atmosferei este mult mai mică decât densitatea apei. Una dintre condițiile semnificative ale existenței este calitatea și structura maselor de aer. Sunt în mișcare continuă, astfel încât temperatura aerului se poate schimba destul de repede. Ființele vii care trăiesc în acest mediu trebuie să se adapteze condițiilor sale, așa că au dezvoltat o adaptare la fluctuațiile bruște de temperatură.

Habitatul aer-terestre este mai divers decât cel acvatic. Căderile de presiune nu sunt atât de pronunțate aici, dar lipsa umidității apare destul de des. Din acest motiv, vieţuitoarele terestre au mecanisme care le ajută cu alimentarea cu apă a organismului, în special în zonele aride. Plantele dezvoltă un sistem radicular puternic și un strat special impermeabil pe suprafața tulpinilor și a frunzelor. Animalele au o structură excepțională a tegumentului extern. Stilul lor de viață ajută la menținerea echilibrului apei. Un exemplu ar fi migrarea către gropi de apă. Compoziția aerului joacă, de asemenea, un rol important pentru ființele vii terestre, oferind structura chimică a vieții. Sursa de materie primă pentru fotosinteză este dioxidul de carbon. Azotul este necesar pentru a conecta acizii nucleici și proteinele.

Adaptarea la mediu

Adaptarea organismelor la mediul lor depinde de locul lor de reședință. Speciile zburătoare au dezvoltat o anumită formă a corpului, și anume:

membre ușoare;
design ușor;
raționalizare;
prezența aripilor pentru zbor.

La animalele cataratoare:

membre lungi de prindere, precum și o coadă;
corp lung și subțire;
muschi puternici care iti permit sa tragi corpul in sus si sa-l arunci din ramura in ramura;
gheare ascuțite;
degete puternice de prindere.

Creaturile vii care aleargă au următoarele caracteristici:

membre puternice cu masă scăzută;
număr redus de copite cornoase de protecție pe degetele de la picioare;
picioarele posterioare puternice și membrele anterioare scurte.

La unele specii de organisme, adaptările speciale le permit să combine caracteristicile zborului și cățărării. De exemplu, după ce s-au cățărat într-un copac, sunt capabili de sărituri lungi și zboruri. Alte tipuri de organisme vii pot alerga rapid și, de asemenea, pot zbura.

Habitat acvatic

Inițial, activitatea de viață a creaturilor a fost asociată cu apa. Caracteristicile sale includ salinitatea, fluxul, hrana, oxigenul, presiunea, lumina și contribuie la sistematizarea organismelor. Poluarea corpurilor de apă are un efect foarte rău asupra viețuitoarelor. De exemplu, din cauza scăderii nivelului apei în Marea Aral, majoritatea florei și faunei, în special peștii, au dispărut. O mare varietate de organisme vii trăiesc în întinderile de apă. Din apă extrag tot ce au nevoie pentru viață, și anume hrană, apă și gaze. Din acest motiv, întreaga diversitate a viețuitoarelor acvatice trebuie să se adapteze trăsăturilor de bază ale existenței, care sunt formate prin substanțe chimice și proprietăți fizice apă. Compoziția de sare a mediului este, de asemenea, de mare importanță pentru locuitorii acvatici.

Un număr mare de reprezentanți ai florei și faunei, care își petrec viața în suspensie, se găsesc în mod regulat în grosimea corpului de apă. Este oferită capacitatea de a se înălța caracteristici fizice apa, adică prin forța de împingere, precum și prin mecanismele speciale ale creaturilor înseși. De exemplu, mai multe anexe, care măresc semnificativ suprafața corpului unui organism viu în comparație cu masa acestuia, cresc frecarea cu apa. Următorul exemplu de locuitori ai unui habitat acvatic este meduza. Capacitatea lor de a sta într-un strat gros de apă este determinată de forma neobișnuită a corpului, care arată ca o parașută. În plus, densitatea apei este foarte asemănătoare cu densitatea corpului unei meduze.

Organismele vii al căror habitat este apa s-au adaptat la mișcare în moduri diferite. De exemplu, peștii și delfinii au o formă a corpului și aripioare raționalizate. Ele sunt capabile să se miște rapid datorită structurii neobișnuite a tegumentului exterior, precum și prezenței mucusului special, care reduce frecarea cu apa. U specii individuale gândacii care trăiesc în mediu acvatic, aerul evacuat eliberat din tractul respirator este reținut între elitre și corp, datorită căruia acestea sunt capabile să se ridice rapid la suprafață, unde aerul este eliberat în atmosferă. Majoritatea protozoarelor se deplasează folosind cilii care vibrează, de exemplu, ciliați sau euglena.

Adaptări pentru viața organismelor acvatice

Diferitele habitate pentru animale le permit să se adapteze și să existe confortabil. Corpul organismelor este capabil să reducă frecarea cu apa datorită caracteristicilor capacului:

suprafață tare, netedă;
prezența unui strat moale prezent pe suprafața exterioară a corpului dur;
mucus.

Membrele reprezentate:

flippers;
membrane pentru înot;
aripioare.

Forma corpului este raționalizată și are o varietate de variații:

aplatizată în regiunea dorso-abdominală;
rotund în secțiune transversală;
aplatizat lateral;
în formă de torpilă;
în formă de lacrimă.

Într-un habitat acvatic, organismele vii trebuie să respire, așa că s-au dezvoltat:

branhii;
prize de aer;
tuburi de respirație;
bule care înlocuiesc plămânul.

Caracteristicile habitatului din rezervoare

Apa este capabilă să acumuleze și să rețină căldura, așa că aceasta explică absența fluctuațiilor puternice de temperatură, care sunt destul de frecvente pe uscat. Cea mai semnificativă proprietate a apei este capacitatea de a dizolva alte substanțe în sine, care sunt ulterior utilizate atât pentru respirație, cât și pentru nutriție de către organismele care trăiesc în elementul apă. Pentru a putea respira, este necesar oxigenul, astfel încât concentrația lui în apă este de mare importanță. Temperatura apei din mările polare este aproape de îngheț, dar stabilitatea acesteia a permis formarea unor adaptări care asigură viața chiar și în condiții atât de dure.

Acest mediu găzduiește o mare varietate de organisme vii. Aici trăiesc pești, amfibieni, mamifere mari, insecte, moluște și viermi. Cu cât temperatura apei este mai mare, cu atât conține mai puțin oxigen diluat, care se dizolvă mai bine în apa dulce decât în apa de mare. Prin urmare, puține organisme trăiesc în apele tropicale, în timp ce apele polare conțin o mare varietate de plancton, care este folosit ca hrană de către faună, inclusiv cetacee mari și pești.

Respirația se realizează pe întreaga suprafață a corpului sau prin organe speciale - branhii. Pentru o respirație cu succes, este necesară reînnoirea regulată a apei, care se realizează prin diverse vibrații, în primul rând prin mișcarea organismului viu însuși sau prin adaptările acestuia, cum ar fi cilii sau tentaculele. Mare valoare Compoziția de sare a apei susține și viața. De exemplu, moluștele și crustaceele au nevoie de calciu pentru a-și construi cochilia sau cochilia.

Mediul solului

Este situat în stratul fertil superior al scoarței terestre. Aceasta este o componentă destul de complexă și foarte importantă a biosferei, care este strâns legată de celelalte părți ale acesteia. Unele organisme rămân în sol toată viața, altele - jumătate. Pentru plante, solul joacă un rol vital. Ce organisme vii au stăpânit habitatul solului? Conține bacterii, animale și ciuperci. Viața în acest mediu este în mare măsură determinată de factori climatici precum temperatura.

Adaptări pentru habitatele solului

Pentru o existență confortabilă, organismele au părți speciale ale corpului:

membre mici de săpat;
corp lung și subțire;
săpat dinții;
corp raționalizat, fără părți proeminente.

Solul poate să nu aibă aer și să fie dens și greu, ceea ce, la rândul său, a condus la următoarele adaptări anatomice și fiziologice:

mușchi și oase puternice;
rezistență la deficiența de oxigen.

Învelișurile corporale ale organismelor subterane trebuie să le permită să se deplaseze atât înainte, cât și înapoi în sol dens fără probleme, astfel că au evoluat următoarele caracteristici:

lana scurta, rezistenta la abraziune si care poate fi calcata inainte si inapoi;
lipsa părului;
secretii speciale care permit corpului sa alunece.

S-au dezvoltat organe de simț specifice:

urechile sunt mici sau complet absente;
fără ochi sau sunt reduse semnificativ;
sensibilitatea tactilă a devenit foarte dezvoltată.

Este greu de imaginat vegetația fără sol. O caracteristică distinctivă a habitatului de sol al organismelor vii este că creaturile sunt asociate cu substratul său. Una dintre diferențele semnificative în acest mediu este formarea regulată a materiei organice, de obicei din cauza morții rădăcinilor plantelor și a frunzelor care cad, iar aceasta servește ca sursă de energie pentru organismele care cresc în el. Presiunea asupra resurselor terenurilor și poluarea mediului afectează negativ organismele care trăiesc aici. Unele specii sunt pe cale de dispariție.

Mediul organic

Impactul practic al oamenilor asupra mediului afectează dimensiunea populațiilor de animale și plante, crescând sau scăzând astfel numărul de specii și, în unele cazuri, moartea acestora. Factori de mediu:

biotic - asociat cu influența organismelor unul asupra celuilalt;
antropic - asociat cu influența omului asupra mediului;
abiotic - se referă la natura neînsuflețită.

Industria este cel mai mare sector care joacă un rol vital în economia societății moderne. Afectează mediul în toate etapele ciclului industrial, de la extragerea materiilor prime până la eliminarea produselor din cauza nepotrivirii ulterioare a acestora. Principalele tipuri de impact negativ al industriilor de vârf asupra mediului organismelor vii:

Energia este baza pentru dezvoltarea industriei, transporturilor, agricultură. Utilizarea aproape a oricărei fosile (cărbune, petrol, gaz natural, lemn, combustibil nuclear) afectează negativ și poluează complexele naturale.
Metalurgie. Unul dintre cele mai periculoase aspecte ale impactului său asupra mediului este considerat a fi dispersia tehnologică a metalelor. Cei mai nocivi poluanti sunt: cadmiul, cuprul, plumbul, mercurul. Metalele intră în mediul înconjurător în aproape toate etapele producției.
Industria chimică este una dintre industriile în curs de dezvoltare dinamică în multe țări. Producția petrochimică emite în atmosferă hidrocarburi și hidrogen sulfurat. Producerea de alcaline produce clorură de hidrogen. Substanțe precum azotul și oxizii de carbon, amoniacul și altele sunt de asemenea eliberate în volume mari.

În concluzie

Habitatul organismelor vii le influențează atât direct, cât și indirect. Creaturile interactioneaza constant cu mediul inconjurator, primind hrana din acesta, dar in acelasi timp eliberand produsele metabolismului lor. În deșert, clima uscată și caldă limitează existența majorității organismelor vii, la fel ca în regiunile polare, doar cei mai rezistenți reprezentanți pot supraviețui din cauza frigului. În plus, ele nu doar se adaptează la un anumit mediu, ci și evoluează.

Plantele eliberează oxigen și își mențin echilibrul în atmosferă. Organismele vii influențează proprietățile și structura pământului. Plantele înalte umbrează solul, ajutând astfel la crearea unui microclimat special și la redistribuirea umidității. Astfel, pe de o parte, mediul schimbă organismele, ajutându-le să se îmbunătățească prin selecția naturală, iar pe de altă parte, speciile de organisme vii schimbă mediul.