Приспособленность организмов к среде обитания. В результате длительного эволюционного процесса у всех организмов постоянно развиваются и совершенствуются их приспособления к условиям окружающей среды. Приспособленность – один из результатов эволюции, взаимодействия ее движущих сил – наследственности, изменчивости, естественного отбора. Второй результат эволюции – разнообразие органического мира. Сохранившиеся в процессе борьбы за существование и естественного отбора организмы, составляют весь существующий сегодня органический мир. Мутационные процессы, происходящие в ряду поколений, ведут к возникновению новых генетических комбинаций, которые подвергаются действию естественного отбора. Именно естественный отбор определяет характер новых адаптаций, а также направление эволюционного процесса. В результате у организмов возникают самые различные приспособления к жизни. Любое приспособление возникает в результате длительного отбора случайных, фенотипически проявившихся мутаций, полезных виду.

Покровительственная окраска. Обеспечивает растениям и животным защиту от врагов. Организмы, имеющие такую окраску, сливаются с фоном и становятся менее заметны.

Маскировка. Приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливается с окружающими предметами. Богомолы, гусеницы бабочек напоминают сучки, бабочки похожи на листья растений и т.д.

Мимикрия. Подражание незащищенных видов защищенным видам по форме и окраске. Некоторые мухи похожи на ос, ужи похожи на гадюк и т.д.

Предупреждающая окраска. У многих животных яркая окраска или определенные опознавательные знаки предупреждают об опасности. Напавший один раз хищник запоминает окраску жертвы и в следующий раз будет осторожнее.

Относительный характер приспособлений. Все приспособления вырабатываются в определенных условиях среды. Именно в этих условиях приспособления наиболее эффективны. Однако следует иметь ввиду, что приспособленность не носит абсолютного характера. Животных и с покровительственной и с предупреждающей окраской поедают, нападают и на тех, кто маскируется. Хорошо летающие птицы – плохие бегуны и их можно поймать на земле; при смене условий среды выработанное приспособление может оказаться бесполезным или вредным.

Доказательства эволюции. Сравнительно-анатомические доказательства основаны на выявлении общих и различных морфологических и анатомических особенностей строения различных групп организмов.

К анатомическим доказательствам эволюции относятся:

– наличие гомологичных органов , имеющих общий план строения, развивающихся из сходных зародышевых листков в эмбриогенезе, но приспособленных к выполнению разных функций (рука – ласт – крыло птицы). Различия в строении и функциях органов возникают в результате дивергенции;

– наличие аналогичных органов , имеющих различное происхождение в эмбриогенезе, различное строение, но выполняющих сходные функции (крыло птицы и крыло бабочки). Сходство функций возникает в результате конвергенции ;

– наличие рудиментов и атавизмов;

– существование переходных форм.

Рудименты , – органы, утратившие свое функциональное значение (копчик, ушные мышцы у человека).

Атавизмы , – случаи проявления признаков дальних предков (хвост и волосатое тело у человека, остатки 2-го и 3-го пальцев на ногах у лошади).

Переходные формы – указывают на филогенетическую преемственность при переходе от предковых форм к современным, и от класса к классу.

Эмбриологические доказательства. Эмбриология изучает закономерности эмбрионального развития и устанавливает:

– филогенетическое родство организмов;

– закономерности филогенеза.

Полученные данные отразились в законах зародышевого сходства К.М. Бэра и в биогенетическом законе Э. Гек– келя и Ф. Мюллера.

Закон Бэра устанавливает сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов в пределах типа. На более поздних стадиях эмбрионального развития это сходство утрачивается, а развиваются наиболее специализированные признаки таксона, вплоть до индивидуальных признаков особи.

Биогенетический закон Мюллера-Геккеля утверждает, что онтогенез – это краткое повторение филогенеза. В процессе эволюции онтогенез может перестраиваться, что приводит к эволюции органов взрослого организма.

В онтогенезе повторяются только зародышевые стадии предков и не всегда полностью. Если на ранней стадии организм приспособлен к условиям среды, то он может достичь половозрелости, не проходя последующих стадий, как, например это происходит у аксолотлей – личинок тигровой амбистомы.

Палеонтологические доказательства – позволяют датировать события древнейшей истории по ископаемым остаткам организмов. К палеонтологическим доказательствам относятся выстроенные палеонтологами филогенетические ряды лошади, хоботных, человека.

Единство органического мира проявляется в химическом составе, тончайшем строении и основных жизненных процессах протекающих в организмах.

Вопрос 1. Приведите примеры приспособлен-ности организмов к условиям существования.

В ходе эволюции организмы приобретают различные свойства, позволяющие им более ус-пешно приспосабливаться к условиям обитания. Например, мех животных севера (песцов, медве-дей) имеет белую окраску, делая их практиче-ски незаметными на фоне снега. Насекомые, пи-тающиеся цветочным нектаром, имеют стро-ение и длину хоботка, идеально подходящие для этого. Ласты тюленей, преобразованные из лап их сухопутных предков, прекрасно приспо-соблены к передвижению в воде. Жирафы жи-вут в саванне и поедают листья деревьев на боль-шой высоте, в чем им помогает длинная шея.

Таких примеров можно привести множест-во, так как каждое живое существо обладает большим количеством признаков, приобретен-ных в процессе приспособления к конкретным условиям обитания.

Вопрос 2. Почему одни животные имеют яр-кую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, — покровительственную?

Двум типам окраски соответствуют два ва-рианта стратегии поведения. При одном из них животное стремится остаться незамеченным, пытаясь избежать встречи с хищником или подкрадываясь к жертве. Для этого использует-ся покровительственная окраска, позво-ляющая сливаться с фоном. С другой стороны, животные, которые являются опасными или ядовитыми, часто всячески это подчеркивают. Они используют яркую демаскирующую ок-раску, предостерегающую: «не ешь меня». Кроме ядовитых организмов, эту стратегию применяют мимикрирующие под них безобид-ные виды. Организмы могут иметь демаски-рующую окраску и по совершенно иной причи-не — в связи со стремлением привлечь партнера для размножения (яркая окраска многих самцов птиц, рыб, рептилий, бабочек и т. д.). В этом случае задача продолжения рода приходит в противоречие с инстинктом самосохранения, но оказывается для организма более значимой.

Вопрос 3. В чем состоит сущность мимикрии?

Сущность мимикрии (от греч. mimikos — подражательный) заключается в том, что без-обидные животные в процессе эволюции при-обретают сходство с опасными (ядовитыми) видами. Это позволяет им избегать нападения хищников. Примером служат некоторые не-ядовитые змеи: существует вид полоза, кото-рый расцветкой похож на смертельно опасного аспида и отличается от него лишь чередовани-ем полос. Кроме окраски мимикрирующие животные обладают характерным поведением: мухи-журчалки ведут себя подобно осам, ими-тируя агрессию.

Вопрос 4. Распространяется ли действие естест-венного отбора на поведение животных? Приведите примеры.

Естественный отбор влияет не только на внешние признаки организма, но и на пове-дение. Это относится, прежде всего, к врож-денным (инстинктивным) формам поведения. Такие формы очень разнообразны: способы добывания пищи, проявления страха и агрес-сии, половое поведение, родительское пове-дение и т. д. Паук плетет сеть, пчела строит со-ты, кошка в момент опасности принимает уг-рожающую позу, бурундуки делают запасы и впадают в спячку на зиму и т. д. Очень слож-ны брачные ритуалы, строгое следование ко-торым является для животных одним из пу-тей предотвращения межвидового скрещи-вания.

Вопрос 5. Каковы биологические механизмы возникновения приспособительной (скрывающей и предупреждающей) окраски у животных?

Биологическим механизмом, обеспечиваю-щим возникновение приспособительной окра-ски, является естественный отбор. В про-цессе эволюции в популяции, которая в силу разнообразия генофонда отличалась очень ши-роким спектром окраски, преимущественно выживали и оставляли потомство те особи, которые были менее заметны на фоне окру-жающей среды. В результате доля соответст-вующих генотипов постоянно росла. В даль-нейшем данный фенотип, а следовательно, и генотип закреплялся в популяции с по-мощью стабилизирующего отбора. В случае предостерегающей окраски происходили ана-логичные процессы. Например, птицы исход-но легче находят и поедают ярких насекомых. Если эти насекомые оказываются ядовитыми, то птицы быстро обучаются их не трогать и предпочитают более скромно окрашенную до-бычу. Тем самым особи с яркой окраской, ко-торую легко идентифицировать как ядовитую, сохраняются и оставляют потомство. Со време-нем данный признак закрепляется в популя-ции.

Вопрос 6. Являются ли физиологические адап-тации факторами, определяющими уровень при-способленности организма в целом? Материал с сайта

Физиологические адаптации играют огром-ную роль в поддержании работоспособного со-стояния организма в изменяющихся условиях внешней среды. Они характеризуют приспо-собленность вида в целом, так как обеспечива-ют выполнение жизненно важных функций. Например, птицы и рептилии обладают специ-альными железами, обеспечивающими быст-рое выделение избытка солей. Верблюд спосо-бен запасать большое количество жира в своем горбу. У дельфинов и летучих мышей разви-лась способность к эхолокации. У многих змей ферменты слюнных желез преобразовались в яд. В мозге человека получили развитие зоны, связанные с движениями пальцев, речью, мышлением.

Вопрос 7. В чем сущность относительности лю-бого приспособления к условиям обитания? Приве-дите примеры .

Любая адаптация позволяет приспособить-ся к условиям окружающей среды, но только к каким-то определенным. При изменении (особенно при резком изменении) этих усло-вий адаптация может оказаться бесполезной и даже вредной. Например, белая окраска жи-вотных, рассчитанная на снежный покров, бу-дет выдавать их в случае внезапного таяния снега. Таким образом, все адаптации имеют относительную целесообразность. В особо рез-кой форме эта проблема стоит перед организ-мами, населяющими сушу, где условия могут меняться очень быстро. В океане условия ок-ружающей среды более стабильны, и мы мо-жем встретить здесь виды, не претерпевшие значительных изменений на протяжении со-тен миллионов лет (акулы, многие моллюски).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

• приведите примеры приспосабленности организмов
• что такое естественное обитание
• адаптация как результат действия естественного процесса
• животные.условия обитания.защитная окраска
• таблица адаптации организмов к условиям обитания

"Общая биология. 11 класс". В.Б. Захаров и др. (гдз)

Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора

Вопрос 1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.
У животных приспособительными могут быть форма тела, окраска, поведение. Так, например, копыта лошади являются наиболее удобными для быстрого перемещения по открытым пространствам, втягивающиеся когти кошачьих обеспечивают бесшумное передвижение, у водных млекопитающих сформировалось рыбообразное тело для наиболее эффективного перемещения в воде, у птиц с разной скоростью и характером полета формируется та или иная форма крыла. Среди насекомых, не обладающих активными средствами защиты, широко распространена форма тела, имитирующая объекты фона, например богомол, палочник, гусеницы бабочек. Некоторые организмы способны принимать окраску, соответствующую фону, на котором они обитают (хамелеон, камбала).

Вопрос 2. Почему у некоторых видов животных наблюдается яркая демаскирующая окраска?
Яркая окраска обычно характерна для ядовитых животных и предупреждает хищников о несъедобности объекта их нападения, свойственна ядовитым, жалящим или обжигающим насекомым (пчелы, осы, жуки-нарывники и др.). Божью коровку, очень заметную, птицы никогда не склевывают из-за выделяемого насекомым ядовитого секрета. Яркую предупреждающую окраску имеют несъедобные гусеницы, многие ядовитые лягушки, змеи. Эта окраска заранее предупреждает хищника о бесполезности и опасности нападения. Путем «проб и ошибок» хищники быстро приучаются избегать нападения на жертву с предупреждающей окраской.

Вопрос 3. В чем сущность явления мимикрии?
Мимикрией называется сходство беззащитного и съедобного вида с одним или несколькими неродственными видами, хорошо защищенными и обладающими предостерегающей окраской. Явление мимикрии распространено у бабочек и других насекомых. Многие насекомые имитируют жалящих насекомых. Известны жуки, мухи, бабочки, копирующие ос, пчел, шмелей. Мимикрия встречается и у позвоночных животных - змей. Во всех случаях сходство чисто внешнее и направлено на формирование определенного зрительного впечатления у потенциальных врагов.

Вопрос 4. Каким путем поддерживается низкая численность вида-подражателя?
Подражание одних видов другим оправдано: истреблению подвергается значительно меньшая часть особей и того вида, который послужил моделью, и вида-подражателя. Необходимо, однако, чтобы численность вида-подражателя была значительно меньше численности вида-модели. Иначе у врагов не будет выработан устойчивый отрицательный рефлекс на предостерегающую окраску. Поддерживать численность вида-имитатора на нужном уровне позволяет то, что генофонд этих видов насыщен летальными мутациями. В гомозиготном состоянии эти мутации вызывают гибель организма, в результате чего высокий процент особей не достигает половозрелого состояния.

Вопрос 5. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.
Для выживания организмов в условиях борьбы за существование большое значение имеет приспособительное поведение. Эффективность приспособительной окраски и формы тела резко повышается в сочетании с поведением. Например, способность кошачьих длительное время сидеть в засаде и совершать молниеносные прыжки беспечивает успех охоты засадного хищника. Способность волка заходить с подветренной стороны и охотиться в стае - полезные качества для этого охотника. Несомненно, оправданно запасание некоторыми животными корма на неблагоприятный сезон года. Например, полевка-экономка запасает до 10 кг злаков, зерна, кореньев и сухой травы. Затаивание в случае опасности для организмов, не имеющих активных способов защиты, позволяет им сохранить жизнь.

Вопрос 6. Почему у видов животных, заботящихся о потомстве, число потомков уменьшается? Приведите примеры.
У низкоорганизованных организмов потомство чаще всего оставляется на произвол судьбы. Именно этим объясняется такая высокая плодовитость беспозвоночных и низших позвоночных. Большое число потомков в условиях высокой истребляемости молоди служит средством борьбы за существование вида. При развитой заботе о потомстве количество выживших и достигших половой зрелости потомков резко возрастает, что позволяет снизить их первоначальную численность.

Вопрос 7. В чем заключается относительный характер приспособительных признаков у организмов? Приведите примеры, характерные для растений и животных.
Строение живых организмов очень тонко приспособлено к условиям существования. Любой видовой признак или свойство носит приспособительный характер, целесообразный в данной среде, в данных жизненных условиях только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они становятся бесполезны- ми или даже вредными для организма. Благодаря мимикрии большинство птиц не трогает ос и пчел, однако среди них есть виды, которые едят и ос, и пчел, и их подражателей. Еж и птица-секретарь без вреда поедают ядовитых змей. Панцирь наземных черепах надежно защищает их от врагов, но хищные птицы поднимают их в воздух и разбивают о землю.
Любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они оказываются бесполезными или вредными для организма. Постоянный рост резцов грызунов - очень важная особенность, но лишь при питании твердой пищей. Если крысу держать на мягкой пище, резцы, не изнашиваясь, вырастают до таких размеров, что питание становится невозможным. Так, все особенности строения и поведения кошек целесообразны для хищника, подстерегающего добычу в засаде: мягкие подушечки на пальцах, втягивающиеся когти, способность видеть в темноте. В то же время на открытых пространствах все эти приспособления бесполезны.
Глубоко уходящая корневая система у пустынных растений не приносит пользу в условиях влажных мест обитаний. Преобразование конечностей в ласты у водных млекопитающих полезно для обитания в воде, но на суше китообразные неподвижны, а ластоногие перемещаются весьма неуклюже.
Таким образом, любая структура и любая функция являются приспособлением к конкретным условиям внешней среды, т.е. приспособления имеют относительный характер. Ни один из приспособительных признаков не обеспечивает абсолютной безопасности для их обладателей.

Факт приспособленности организмов к условиям их обитания церковь очень долго использовала как якобы «научное» доказательство существования божественной силы. Только теория Дарвина окончательно опровергла миф об «изначальной, богом данной» приспособленности. В свете теории Дарвина приспособленность оказалась необходимым и закономерным следствием естественного отбора.

В качестве примера выработки приспособленности через естественный отбор может служить развитие покровительственной окраски у очень многих животных. Около 100 лет назад в Англии была очень широко распространена светло-серая ночная бабочка березовая пяденица. Днем она сидит на стволах березы и светлая окраска ее сложенных крыльев хорошо маскирует насекомое. Но вот в связи с развитием индустрии копоть многочисленных заводских труб постепенно стала осаждаться на белоствольных березах, растущих в промышленных районах. Кора приобрела более темную окраску. В этих условиях некогда маскирующая окраска пядениц перестала быть полезной. В связи с изменением условий изменилось и направление отбора. Если раньше (на белых стволах) птицы поедали в первую очередь более темных бабочек, а выживали более светлые то теперь (на темных стволах), наоборот, выживали бабочки самые темные, а жертвами птиц становились самые светлые Процесс этот продолжался из поколения в поколение в течение последних 100 лет. И вот сейчас зоологи Англии опирали две различные расы пяденицы: в сельских местностях по-прежнему обитает старая светлая раса , а в промышленных районах — новая очень темная раса. Так за относительно короткий срок действия естественного отбора выработалось одно из приспособлений — покровительственная окраска этих бабочек.

Очень интересны как примеры приспособлений мимикой и маскировка . При мимикрии особи какого-нибудь беззащитного вида своей формой, окраской, поведением напоминают другой вид, обладающий активными средствами защиты. Примером могут служить беззащитные мухи, «подражающие» таким вооруженным насекомым, как шмели или осы. Маскировка достигается сходством животных с телами неживой природы. Так, например, гусеницы некоторых насекомых в неподвижном состоянии очень.похожи на сучок дерева; бабочка каллима со сложенными крыльями удивительно похожа на сухой лист дерева.

Среди растений широко распространены самые разнообразные приспособления к перекрестному опылению, к распространению плодов и семян. У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добычей пищи, сложные инстинкты таких общественных насекомых, как пчелы, муравьи и т. д.). Подобных примеров много в зоологии и ботанике.

Одно из главных свидетельств естественного происхождения приспособлений — их относительный характер. Любое приспособление полезно только относительно тех условий, в которых оно исторически возникло. Возьмем разобранный выше пример: светлая окраска пяденицы полезна в сельской местности, темная — в промышленных районах. Но и для данных условий, в которых вырабатывалось то или иное приспособление, его полезность тоже относительна. Во-первых, и защищенные теми или иными приспособлениями организмы становятся жертвой своих врагов, хотя и в меньшем числе, чем их хуже защищенные собратья. Во-вторых, постоянно колеблющиеся условия среды часто создают такие ситуации, в которых приспособление перестает «работать». Так, например, для зайца-беляка очень полезно приспособление в виде смены окраски волосяного покрова: летом этот заяц темный, а зимой — белый. Но вот в какой-то год снежный покров лег очень поздно, а заяц уже давно побелел; в этих условиях его белая окраска вместо покровительственной окажется демаскирующей. И в такую пору погибает много зайцев. Очень важное свидетельство относительного характера приспособленности — рудименты, т. е. органы, потерявшие свою полезность в новых условиях, но еще до конца не исчезнувшие.