Adaptarea organismelor la mediul lor. Ca rezultat al unui lung proces evolutiv, toate organismele se dezvoltă și își îmbunătățesc în mod constant adaptările la condițiile de mediu. Adaptarea este unul dintre rezultatele evoluției, interacțiunea forțelor sale motrice - ereditatea, variabilitatea, selecția naturală. Al doilea rezultat al evoluției este diversitatea lumii organice. Organismele păstrate în procesul luptei pentru existență și selecție naturală constituie întreaga lume organică existentă astăzi. Procesele de mutație care au loc pe o serie de generații duc la apariția de noi combinații genetice care sunt supuse acțiunii selecției naturale. Selecția naturală este cea care determină natura noilor adaptări, precum și direcția procesului evolutiv. Ca rezultat, organismele dezvoltă o varietate de adaptări la viață. Orice adaptare apare ca urmare a selecției pe termen lung a mutațiilor aleatorii, manifestate fenotipic, care sunt benefice pentru specie.

Colorare protectoare. Oferă plantelor și animalelor protecție împotriva dușmanilor. Organismele care au această culoare se amestecă în fundal și devin mai puțin vizibile.

Deghizare. Un dispozitiv în care forma corpului și culoarea animalelor se îmbină cu obiectele din jur. Mantisele rugătoare, omizile fluturii seamănă cu crengi, fluturii seamănă cu frunzele plantelor etc.

Mimetism. Imitarea speciilor neprotejate de către speciile protejate ca formă și culoare. Unele muște arată ca niște viespi, șerpii ca niște vipere etc.

Avertizare colorare. Multe animale au culori strălucitoare sau anumite semne de identificare care avertizează asupra pericolului. Un prădător care atacă o dată își amintește culoarea victimei și va fi mai atent data viitoare.

Natura relativă a adaptărilor. Toate adaptările sunt dezvoltate în anumite condiții de mediu. În aceste condiții, dispozitivele sunt cele mai eficiente. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că fitnessul nu este absolut. Ei mănâncă animale cu culori atât de protecție, cât și de avertizare și îi atacă și pe cei camuflati. Păsările care zboară bine sunt săraci alergători și pot fi prinse pe pământ; atunci când condițiile de mediu se schimbă, adaptarea dezvoltată se poate dovedi a fi inutilă sau dăunătoare.

Dovezi ale evoluției. Anatomic comparativ dovezile se bazează pe identificarea caracteristicilor structurale morfologice și anatomice comune și diferite ale diferitelor grupuri de organisme.

Dovezile anatomice pentru evoluție includ:

– prezența organelor omoloage, având un plan structural general, dezvoltându-se din straturi germinale asemănătoare în embriogeneză, dar adaptate să îndeplinească diferite funcții (braț – flipper – aripă de pasăre). Diferențele în structura și funcțiile organelor apar ca urmare a divergenței;

– prezența unor organe similare, având origini diferite în embriogeneză, structuri diferite, dar îndeplinind funcții asemănătoare (aripa de pasăre și aripa de fluture). Ca rezultat apare asemănarea funcțiilor convergenţă ;

– prezența rudimentelor și atavismelor;

– existenţa formelor tranzitorii.

Rudimente, – organe care și-au pierdut semnificația funcțională (coccisul, mușchii urechii la om).

Atavisme, – cazuri de manifestare a semnelor strămoșilor îndepărtați (coada și corpul păros la om, rămășițe ale degetelor al 2-lea și al 3-lea la cal).

Formele de tranziție - indică continuitate filogenetică în timpul trecerii de la formele ancestrale la cele moderne, și de la clasă la clasă.

Dovezi embriologice. Embriologia studiază modelele de dezvoltare embrionară și stabilește:

– relația filogenetică a organismelor;

– modele de filogeneză.

Datele obținute s-au reflectat în legile asemănării germinale ale lui K.M. Baer și în legea biogenetică a lui E. Haeckel și F. Muller.

Legea lui Baer stabilește asemănarea stadiilor incipiente de dezvoltare a embrionilor reprezentanților diferitelor clase în cadrul unui tip. În stadiile ulterioare ale dezvoltării embrionare, această asemănare se pierde, iar caracteristicile cele mai specializate ale taxonului se dezvoltă, până la caracteristicile individuale ale individului.

Legea biogenetică Müller-Haeckel afirmă că ontogenia este o scurtă repetare a filogeniei. În procesul de evoluție, ontogeneza poate fi rearanjată, ceea ce duce la evoluția organelor unui organism adult.

În ontogeneză, doar etapele embrionare ale strămoșilor se repetă și nu întotdeauna complet. Dacă într-un stadiu incipient, organismul este adaptat la condițiile de mediu, atunci poate ajunge la maturitate fără a trece prin etapele ulterioare, așa cum, de exemplu, se întâmplă la axolotli - larvele ambistomului de tigru.

Dovezi paleontologice– ne permit să datam evenimente din istoria antică folosind resturi fosile de organisme. Dovezile paleontologice includ seria filogenetică de cai, proboscideeni și oameni construite de paleontologi.

Unitatea lumii organice se manifestă în compozitia chimica, cea mai fină structură și procese de viață de bază care au loc în organisme.

Întrebarea 1. Dați exemple de adaptabilitate a organismelor la condițiile de viață.

În timpul evoluției, organismele dobândesc diverse proprietăți care le permit să se adapteze cu mai mult succes la condițiile lor de viață. De exemplu, blana animalelor din nord (vulpi arctice, urși) este albă, făcându-le aproape invizibile pe fundalul zăpezii. Insectele care se hrănesc cu nectar de flori au structura și lungimea trompei lor care sunt ideale pentru aceasta. Naboarele de focă, transformate din labele strămoșilor lor de pe uscat, sunt perfect adaptate la mișcarea în apă. Girafele trăiesc în savană și mănâncă frunze de copac la altitudini mari, cu care le ajută gâtul lung.

Există multe astfel de exemple, deoarece fiecare creatură vie are un număr mare de caracteristici dobândite în procesul de adaptare la condiții specifice de viață.

Întrebarea 2. De ce unele animale au culori strălucitoare, demascatoare, în timp ce altele, dimpotrivă, au culori protectoare?

Două tipuri de colorare corespund a două variante de strategie comportamentală. Într-una dintre ele, animalul încearcă să rămână neobservat, încercând să evite să se întâlnească cu un prădător sau să se furișeze pe pradă. Pentru aceasta, se folosește o culoare de protecție, care îi permite să se amestece în fundal. Pe de altă parte, animalele periculoase sau otrăvitoare fac deseori să sublinieze acest lucru. Ei folosesc vopsea strălucitoare, care demască, care avertizează: „nu mă mânca”. Pe lângă organismele otrăvitoare, această strategie este folosită de speciile inofensive care le imită. Organismele pot avea culori de demascare dintr-un motiv complet diferit - în legătură cu dorința de a atrage un partener pentru reproducere (culorile strălucitoare ale multor păsări masculi, pești, reptile, fluturi etc.). În acest caz, sarcina procreării intră în conflict cu instinctul de autoconservare, dar se dovedește a fi mai semnificativă pentru organism.

Întrebarea 3. Care este esența mimetismului?

Esența mimetismului (din grecescul mimikos - imitativ) este că animalele inofensive în procesul de evoluție dobândesc asemănări cu speciile periculoase (otrăvitoare). Acest lucru le permite să evite atacurile prădătorilor. Un exemplu este oferit de unii șerpi neveninoși: există o specie de șarpe care este asemănătoare ca culoare cu viperul mortal și diferă de aceasta doar prin alternanța dungilor. Pe lângă colorare, animalele care mimează au un comportament caracteristic: siristele se comportă ca niște viespi, imitând agresivitatea.

Întrebarea 4. Acțiunea selecției naturale se extinde la comportamentul animalelor? Dați exemple.

Selecția naturală afectează nu numai caracteristicile externe ale organismului, ci și comportamentul acestuia. Acest lucru se aplică, în primul rând, formelor înnăscute (instinctive) de comportament. Astfel de forme sunt foarte diverse: metode de obținere a hranei, manifestări de frică și agresivitate, comportament sexual, comportament parental etc. Un păianjen țese o pânză, o albină construiește un fagure, o pisică ia o poziție amenințătoare într-un moment de pericol, chipmunks. face rezerve și hibernează pentru iarnă etc. Ritualurile de împerechere sunt foarte complexe, respectarea strictă la care este una dintre modalitățile prin care animalele pot preveni încrucișările interspecifice.

Întrebarea 5. Care sunt mecanismele biologice pentru apariția colorației adaptive (ascunde și avertizare) la animale?

Mecanismul biologic care asigură apariția colorației adaptive este selecția naturală. În procesul de evoluție, într-o populație care, datorită diversității fondului genetic, se distingea printr-o gamă foarte largă de culori, acei indivizi care erau mai puțin vizibili pe fundalul mediului au supraviețuit și au lăsat descendenți predominant. Ca urmare, proporția genotipurilor corespunzătoare a crescut constant. Ulterior, acest fenotip, și deci genotipul, a fost fixat în populație cu ajutorul selecției stabilizatoare. În cazul colorării de avertizare, au avut loc procese similare. De exemplu, păsările inițial găsesc și mănâncă mai ușor insecte viu colorate. Dacă aceste insecte se dovedesc a fi otrăvitoare, atunci păsările învață rapid să nu le atingă și preferă prada colorată mai modest. Astfel, indivizii cu culori strălucitoare, care sunt ușor de identificat ca otrăvitori, sunt conservați și lasă urmași. În timp, această trăsătură devine fixată în populație.

Întrebarea 6. Sunt adaptările fiziologice factori care determină nivelul de adaptabilitate al organismului în ansamblu? Material de pe site

Adaptările fiziologice joacă un rol imens în menținerea stării de lucru a organismului în condițiile de mediu în schimbare. Ele caracterizează adaptabilitatea speciei în ansamblu, deoarece asigură îndeplinirea funcțiilor vitale. De exemplu, păsările și reptilele au glande speciale care asigură eliberarea rapidă a sărurilor în exces. O cămilă este capabilă să depoziteze număr mare grăsime în cocoașă. Delfinii și liliecii și-au dezvoltat capacitatea de a ecoloca. La mulți șerpi, enzimele din glandele salivare sunt transformate în venin. În creierul uman s-au dezvoltat zone asociate cu mișcările degetelor, vorbirea și gândirea.

Întrebarea 7. Care este esența relativității oricărei adaptări la condițiile de viață? Dați exemple.

Orice adaptare vă permite să vă adaptați la condițiile de mediu, dar numai la anumite specifice. Dacă aceste condiții se schimbă (mai ales dacă se schimbă brusc), adaptarea se poate dovedi a fi inutilă și chiar dăunătoare. De exemplu, culoarea albă a animalelor, concepută pentru acoperirea cu zăpadă, le va dezvălui în cazul topirii bruște a zăpezii. Astfel, toate adaptările au o relativă oportunitate. Această problemă se confruntă cu organismele care locuiesc pe pământ într-o formă deosebit de dramatică, unde condițiile se pot schimba foarte repede. În ocean, condițiile de mediu sunt mai stabile, iar aici putem găsi specii care nu au suferit modificări semnificative de sute de milioane de ani (rechini, multe crustacee).

Nu ați găsit ceea ce căutați? Utilizați căutarea

Pe această pagină există material pe următoarele subiecte:

• dați exemple de adaptare a organismelor
• ce este habitatul natural
• adaptare ca urmare a unui proces natural
• animale.condiții de habitat.colorare protectoare
• tabel de adaptare a organismelor la condițiile de viață

"Biologie generală. clasa a XI-a." V.B. Zaharov și alții (GDZ)

Adaptarea organismelor la condițiile de mediu ca rezultat al selecției naturale

Întrebarea 1. Dați exemple de adaptare a organismelor la condițiile de viață.
La animale, forma corpului, colorarea și comportamentul pot fi adaptative. Deci, de exemplu, copitele unui cal sunt cele mai convenabile pentru deplasarea rapidă prin spații deschise, ghearele retractabile ale pisicilor asigură o mișcare silențioasă, mamiferele acvatice au format un corp asemănător unui pește pentru cea mai eficientă mișcare în apă, păsările cu diferite vitezele și modelele de zbor dezvoltă una sau alta formă de aripă. Printre insectele care nu au mijloace active de apărare, este larg răspândită o formă a corpului care imită obiectele de fundal, de exemplu o mantis rugătoare, insecte stick și omizi fluturi. Unele organisme sunt capabile să ia culori care se potrivesc cu fundalul în care trăiesc (cameleon, lipa).

Întrebarea 2. De ce unele specii de animale au culori strălucitoare de demascare?
Colorarea strălucitoare este, de obicei, caracteristică animalelor otrăvitoare și avertizează prădătorii cu privire la incomestbilitatea obiectului atacului lor; Buburuza, care este foarte vizibilă, nu este niciodată ciugulită de păsări din cauza secreției otrăvitoare secretate de insectă. Omizile necomestibile, multe broaște otrăvitoare și șerpii au culori strălucitoare de avertizare. Această colorare avertizează în prealabil prădătorul despre inutilitatea și pericolul unui atac. Prin încercare și eroare, prădătorii învață rapid să evite să atace prada cu culori de avertizare.

Întrebarea 3. Care este esența fenomenului mimetismului?
Mimica este asemănarea dintre un fără apărare și tip comestibil cu una sau mai multe specii neînrudite, bine protejate și cu colorație de avertizare. Fenomenul de mimetism este comun la fluturi și alte insecte. Multe insecte imită insectele înțepătoare. Se știe că gândacii, muștele și fluturii copiază viespi, albine și bondari. Mimetismul apare și la vertebrate - șerpi. În toate cazurile, asemănarea este pur externă și are ca scop formarea unei anumite impresii vizuale în rândul potențialilor inamici.

Întrebarea 4. Cum se menține abundența scăzută a speciilor imitatoare?
Imitarea unei specii de către alta este justificată: o proporție semnificativ mai mică de indivizi atât din specia care a servit drept model, cât și din specia imitatoare sunt exterminate. Este necesar, totuși, ca numărul speciilor imitatoare să fie semnificativ mai mic decât numărul speciilor model. În caz contrar, inamicii nu vor dezvolta un reflex negativ stabil la culoarea de avertizare. Faptul că fondul genetic al acestor specii este saturat cu mutații letale face posibilă menținerea numărului de specii simulatoare la nivelul necesar. În starea homozigotă, aceste mutații provoacă moartea organismului, având ca rezultat un procent mare de indivizi care nu ating maturitatea sexuală.

Întrebarea 5. Selecția naturală se aplică comportamentului animal? Dați exemple.
Pentru supraviețuirea organismelor în lupta pentru existență, comportamentul adaptativ este de mare importanță. Eficacitatea colorației adaptive și a formei corpului crește brusc în combinație cu comportamentul. De exemplu, capacitatea pisicilor de a sta în ambuscadă pentru o perioadă lungă de timp și de a face sărituri fulgerătoare asigură succesul vânătorii prădătorilor din ambuscadă. Capacitatea unui lup de a intra din partea sub vânt și de a vâna într-o haită - calitati utile pentru acest vanator. Fără îndoială, este justificat ca unele animale să depoziteze hrana pentru sezonul nefavorabil al anului. De exemplu, voleul rădăcină stochează până la 10 kg de cereale, cereale, rădăcini și iarbă uscată. Ascunderea în caz de pericol pentru organismele care nu au metode active de apărare le permite să salveze vieți.

Întrebarea 6. De ce scade numărul de descendenți la speciile de animale care au grijă de urmași? Dați exemple.
În organismele slab organizate, descendenții sunt cel mai adesea lăsați la soarta lor. Acesta este ceea ce explică o fertilitate atât de mare a nevertebratelor și a vertebratelor inferioare. Un număr mare de descendenți în condiții de exterminare ridicată a puietului servește ca mijloc de luptă pentru existența speciei. Cu îngrijirea dezvoltată pentru urmași, numărul urmașilor care supraviețuiesc și ajung la maturitate sexuală crește brusc, ceea ce face posibilă reducerea numărului lor inițial.

Întrebarea 7. Care este natura relativă a trăsăturilor adaptive la organisme? Dați exemple tipice pentru plante și animale.
Structura organismelor vii este foarte fin adaptată la condițiile de existență. Orice caracteristică sau proprietate a speciei este de natură adaptativă, adecvată într-un mediu dat, în condiții de viață date, numai în mediul obișnuit pentru specie. Când condițiile de mediu se schimbă, acestea devin inutile sau chiar dăunătoare organismului. Datorită mimetismului, majoritatea păsărilor lasă viespile și albinele în pace, dar există specii care mănâncă atât viespi, cât și albine și imitatorii lor. Ariciul și pasărea secretară mănâncă șerpi otrăvitori fără rău. Carapacea țestoaselor de uscat le protejează în mod fiabil de inamici, dar păsările de pradă le ridică în aer și le zdrobesc la pământ.
Orice adaptări sunt recomandate numai în mediul obișnuit pentru specie. Când condițiile de mediu se schimbă, acestea se dovedesc a fi inutile sau dăunătoare organismului. Creșterea constantă a incisivilor rozătoarelor este o caracteristică foarte importantă, dar numai atunci când se hrănesc cu alimente solide. Dacă un șobolan este ținut pe hrană moale, incisivii, fără a se uza, cresc până la o asemenea dimensiune încât hrănirea devine imposibilă. Astfel, toate trăsăturile structurii și comportamentului pisicilor sunt potrivite pentru un prădător care vizează o ambuscadă: tampoane moi pe degete, gheare retractabile, capacitatea de a vedea în întuneric. În același timp, în spațiile deschise toate aceste dispozitive sunt inutile.
Sistemul de rădăcină adâncă al plantelor din deșert nu este benefic în habitatele umede. Transformarea membrelor în aripi la mamiferele acvatice este utilă pentru a trăi în apă, dar pe uscat cetaceele sunt nemișcate, iar pinipedele se mișcă foarte stângaci.
Astfel, orice structură și orice funcție sunt o adaptare la condițiile specifice de mediu, adică. adaptările sunt relative. Niciuna dintre caracteristicile adaptive nu oferă siguranță absolută proprietarilor lor.

Fapt fitnessul organismelor Multă vreme biserica și-a folosit condițiile de viață ca o presupusă dovadă „științifică” a existenței puterii divine. Doar teoria lui Darwin a respins în cele din urmă mitul fitness-ului „primordial, dat de Dumnezeu”. În lumina teoriei lui Darwin, fitness s-a dovedit a fi o consecință necesară și naturală a selecției naturale.

Ca exemplu de producție fitness prin selecția naturală poate servi ca dezvoltarea colorației protectoare la multe animale. Cu aproximativ 100 de ani în urmă, molia de mesteacăn gri deschis era foarte răspândită în Anglia. În timpul zilei, se așează pe trunchiuri de mesteacăn și culoarea deschisă a aripilor sale îndoite camuflează bine insecta. Dar în legătură cu dezvoltarea industriei, funinginea numeroaselor coșuri de fabrică a început treptat să se așeze pe mesteacănii cu trunchi alb care creșteau în zonele industriale. Scoarța a căpătat o culoare mai închisă. În aceste condiții, colorarea odinioară camuflajă a molilor a încetat să mai fie utilă. Din cauza condițiilor în schimbare, direcția de selecție s-a schimbat și ea. Dacă mai devreme (pe trunchiuri albe) păsările mâncau mai întâi fluturi mai întunecați, iar cei mai ușoare au supraviețuit, acum (pe trunchiuri întunecate), dimpotrivă, cei mai întunecați fluturi au supraviețuit, iar cei mai ușoare au devenit victime ale păsărilor Acest proces a continuat din generație în generație în ultimii 100 de ani. Și acum, zoologii din Anglia au identificat două rase diferite de molii: vechea molii ușoare încă trăiește în zonele rurale. rasă, iar în zonele industriale - o nouă rasă foarte întunecată. Deci, într-o perioadă relativ scurtă de timp, selecția naturală a dezvoltat una dintre adaptări - colorarea protectoare a acestor fluturi.

Foarte interesant cum exemple de adaptări prin expresii faciale și camuflaj. În mimetism, indivizii unor specii lipsite de apărare, prin forma, culoarea și comportamentul lor, seamănă cu o altă specie care are mijloace active de apărare. Un exemplu sunt muștele fără apărare care „imitează” insecte înarmate precum bondarii sau viespii. Camuflajul se realizează prin asemănarea animalelor cu corpurile naturii neînsuflețite. De exemplu, omizile unor insecte, atunci când staționează, sunt foarte asemănătoare cu un nod de copac; Fluturele callima cu aripile îndoite arată surprinzător ca o frunză uscată a unui copac.

Printre plante, o mare varietate de adaptări la polenizarea încrucișată și distribuția fructelor și semințelor sunt răspândite. La animale, diferite tipuri de instincte joacă un rol important ca adaptări ( instinct preocupări legate de urmași, instincte asociate cu producția de alimente, instincte complexe ale unor insecte sociale precum albinele, furnicile etc.). Există multe exemple similare în zoologie și botanică.

Una dintre principalele dovezi ale originii naturale a adaptărilor- natura lor relativă. Orice dispozitiv este util doar în raport cu condițiile în care a apărut istoric. Să luăm exemplul discutat mai sus: culoarea deschisă a moliei este utilă în zonele rurale, întunecată - în zonele industriale. Dar pentru condițiile date în care a fost dezvoltat un dispozitiv sau altul, utilitatea lui este de asemenea relativă. În primul rând, organismele protejate de anumite adaptări devin victime ale dușmanilor lor, deși în număr mai mic decât omologii lor mai puțin bine protejați. În al doilea rând, condițiile de mediu fluctuante constant creează adesea situații în care adaptarea încetează să „funcționeze”. Deci, de exemplu, o adaptare foarte utilă pentru iepurele alb este o schimbare a culorii părului: vara acest iepure este întunecat, iar iarna este alb. Dar într-un an stratul de zăpadă a căzut foarte târziu, iar iepurele se albise de mult; in aceste conditii, culoarea sa alba, in loc sa fie protectoare, se va dovedi a fi demascatoare. Și într-un asemenea moment mor mulți iepuri. O dovadă foarte importantă a naturii relative a fitness-ului sunt rudimentele, adică organele care și-au pierdut utilitatea în condiții noi, dar nu au dispărut încă complet.