Цели урока: рассмотреть адаптации живых организмов к условиям существования как результат эволюционного процесса, показать относительность приспособлений; развивать аналитическое мышление и критическое восприятие информации, воспитывать уважение к живой природе.
Вопросы для беседы
1. Что такое вид?
2. Какие критерии вида?
3. Как происходят процессы видообразования?
4. Что такое микроэволюция?
Адаптация - это приспособление живых систем к тем или иным условиям среды обитания. Все виды адаптации - это результат действия эволюционного процесса на основе естественного отбора. Адаптации могут возникать в абиотических и биотических факторов и быть направлены на повышение устойчивости организмов.
Пути адаптации могут быть разными, а именно:
1. Морфологические (защитная окраска, колючки, толстая кутикула, волосяной покров, жировой слой и т.д..).
2. Физиологические адаптации (устойчивость физиологических параметров: постоянная температура тела, содержание кислорода, углекислого газа, содержание сахара в крови и т.д..).
3. Биохимические адаптации (постоянство биохимических процессов).
4. Этологические адаптации (поведенческие реакции как адаптации организма).
С позиций учения Ч. Дарвина были объяснены разнообразные адаптации живых существ к условиям среды обитания. В частности, изучены различные виды защитных расцветок, формы тела и поведения организмов, которые делают их менее уязвимыми для врагов.
Животные с защитными окраской и формой тела в случае опасности, маскируясь, принимают определенную позу. Например, замерев, гусеницы бабочек-пядениц или тропические насекомые палочники становятся похожими на сухие сучки и совершенно незаметны на растениях. В умеренных широтах благодаря сезонным линькой млекопитающие и птицы приобретают темный летнего или светлого зимнего окраску, что соответствует фону окружающей среды. Некоторые животные способны изменять окраску в зависимости от фона среды - камбала, осьминоги, хамелеоны и другие. По явления демонстрации, наоборот, окраску и поведение животных делают их заметными на фоне окружающей среды. Предупредительная и угрожающе окраску и поведение сигнализируют врагам о неис-тивнисть таких животных (колорадский жук, солнышко) или их хорошую защищенность (жалоносных осы, пчелы, ядовитые змеи)
Хорошим примером адаптации к условиям среды является мимикрия. Мимикрия (от греч. Мимикос - подражательный) - это способность к уподоблению по окраске, форме или поведением организмов одного вида (моделей) особями другого (имитаторами). Две формы мимикрии открыли английский ученый Г. Бейтс и немецкий - Ф. Мюллер.
По бейтсивськои мимикрии хуже защищен вид уподобляется хорошо защищенном, а за мюллеривськои - несколько защищенных видов подражают друг друга, образуя своеобразное кольцо: их враги, выработав рефлекс отвращения к одному из видов «кольца», не трогают также и других.
Примером бейтсивськои мимикрии служат некоторые тропические бабочки-белянки, подобные несъедобных для птиц бабочек других семейств. Различные бабочки, мухи, жуки подражают ядовитых ос и пчел, неядовитые змеи - ядовитых т.д.. Мюллеривську мимикрию иллюстрируют ядовитые членистоногие с предупредительным красной окраской с черными пятнами (солнышка, клоп-солдатик и др.). Или желто-черным (различные виды ос, некоторые пауки).
Мимикрия у растений - это отдельные приспособления, напоминающие другие виды. Так, у некоторых растений цветки не имеют нектарники, однако они напоминают цветки красивых нектароносиив и этим привлекают насекомых-опылителей. Цветки некоторых тропических орхидей по форме и окраске напоминают самок некоторых видов бабочек. Самцы этих насекомых опыляют их в случае спаривания.
Следствием адаптационных процессов является существование аналогичных и гомологичных органов, а также рудиментов и атавизмов.
Гомология (от греч. Гомология - соразмерность) - это соответствие общего плана строения органов разных видов, обусловлена их общим происхождением.
Вследствие адаптации к различным условиям жизни гомологичные органы у разных видов могут значительно различаться между собой, и единство их происхождения устанавливают только на основании исследований внутреннего строения, индивидуального развития, данных палеонтологии и т.д..
Примерами гомологичных органов являются передние конечности (нога, крыло, рука, ласты т.д.) различных позвоночных животных или видоизменения корня высших растений (корнеплод, корневая клубень т.п.). У особей разных таксономических групп может наблюдаться конвергенция - появление различных признаков в результате приспособления различных организмов к тем же условиях проживания (бабочки и птицы, киты и рыбы). Так возникают аналогичные органы.
Аналогии (от греч. Аналогия - сходство) - это сходство строения органов различного происхождения, которые выполняют одинаковые функции.
Аналогичными органами являются, например, крылья птиц и насекомых. У птиц крылья развились как видоизменение передних конечностей, а у насекомых - как боковые выросты поверхности тела. Также аналогичными органами являются жабры рыб, моллюсков и ракообразных, а у растений - колючки, которые являются видоизменениями побега (боярышник) или листьев (барбарис, кактусы).
Рудименты (от лат. Рудиментум - зачаток) - это органы, недоразвитые или упрощены у особей определенного вида в результате потери своих функций в течение филогенеза, например, остатки тазового пояса у китов, недоразвитые глаза кротов, чешуйчатые листья верблюжьей колючки. То есть эти адаптации предков стали ненужными для потомков в связи с адаптацией к другим условиям жизни. их редукция позволила организму сохранить материальные и энергетические ресурсы для других, более нужных адаптаций.
Атавизмы (от лат. Атавис - предок) - проявление у отдельных представителей вида состояний признаков, присущих их предкам. Например, иногда рождаются люди с хвостом, густыми волосами на всем теле, со многими сосками. Это явление демонстрирует развитие адаптаций предков благодаря сбою в наследственной программе или в процессе эмбриогенеза. Любая адаптация является сложным комплексом морфологических, физиолого-биохимических и генетических узаемодий. Поэтому, даже в случае потери потребности в ней и ее редукции, потенциальная возможность ее воспроизведения еще долго сохраняется в геноме вида.
Дать ответы на вопросы:
1. Что такое адаптация?
2. Что такое мимикрия и каковы ее формы вам известны?
3. Какие органы являются аналогичными, а какие гомологичными?
4. Может адаптация быть абсолютной?