Значение приспособлений в жизни организмов разных видов. Приспособленность организмов к среде обитания, ее относительный характер

Вопрос 1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования на основании собственных наблюдений.

В ходе эволюции организмы приобретают различные свойства, позволяющие им более успешно приспосабливаться к условиям обитания. Например, мех животных севера (песцов, медведей) имеет белую окраску, делая их практически незаметными на фоне снега. Насекомые, питающиеся цветочным нектаром, имеют строение и длину хоботка, идеально подходящие для этого. Ласты тюленей, преобразованные из лап их сухопутных предков, прекрасно приспособлены к передвижению в воде. Жирафы живут в саванне и поедают листья деревьев на большой высоте, в чем им помогает длинная шея.

Таких примеров можно привести множество, так как каждое живое существо обладает большим количеством признаков, приобретенных в процессе приспособления к конкретным условиям обитания.

Вопрос 2. Почему у некоторых животных яркая, демаскирующая окраска, а у других, наоборот, покровительственная?

Двум типам окраски соответствуют два варианта стратегии поведения. При одном из них животное стремится остаться незамеченным, пытаясь избежать встречи с хищником или подкрадываясь к жертве. Для этого используется покровительственная окраска, позволяющая сливаться с фоном. С другой стороны, животные, которые являются опасными или ядовитыми, часто всячески это подчеркивают. Они используют яркую демаскирующую окраску, предостерегающую: "не ешь меня". Кроме ядовитых организмов, эту стратегию применяют мимикрирующие под них безобидные виды. Организмы могут иметь демаскирующую окраску и по совершенно иной причине - 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 чём сущность мимикрии? Сравните мимикрию и маскировку. В чём их принципиальные отличия? Чем они схожи?

Сущность мимикрии (от греч. mimikos - подражательный) заключается в том, что безобидные животные в процессе эволюции приобретают сходство с опасными (ядовитыми) видами. Это позволяет им избегать нападения хищников. Примером служат некоторые неядовитые змеи: существует вид полоза, который расцветкой похож на смертельно опасного аспида и отличается от него лишь чередованием полос. Кроме окраски мимикрирующие животные обладают характерным поведением: мухи-журчалки ведут себя подобно осам, имитируя агрессию.

Вопрос 4. Распространяется ли действие естественного отбора на поведение животных? Приведите примеры.

Естественный отбор влияет не только на внешние признаки организма, но и на поведение. Это относится, прежде всего, к врожденным (инстинктивным) формам поведения. Такие формы очень разнообразны: способы добывания пищи, проявления страха и агрессии, половое поведение, родительское поведение и т. д. Паук плетет сеть, пчела строит соты, кошка в момент опасности принимает угрожающую позу, бурундуки делают запасы и впадают в спячку на зиму и т. д. Очень сложны брачные ритуалы, строгое следование которым является для животных одним из путей предотвращения межвидового скрещивания.

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

Биологическим механизмом, обеспечивающим возникновение приспособительной окраски, является естественный отбор. В процессе эволюции в популяции, которая в силу разнообразия генофонда отличалась очень широким спектром окраски, преимущественно выживали и оставляли потомство те особи, которые были менее заметны на фоне окружающей среды. В результате доля соответствующих генотипов постоянно росла. В дальнейшем данный фенотип, а следовательно, и генотип закреплялся в популяции с помощью стабилизирующего отбора. В случае предостерегающей окраски происходили аналогичные процессы. Например, птицы исходно легче находят и поедают ярких насекомых. Если эти насекомые оказываются ядовитыми, то птицы быстро обучаются их не трогать и предпочитают более скромно окрашенную добычу. Тем самым особи с яркой окраской, которую легко идентифицировать как ядовитую, сохраняются и оставляют потомство. Со временем данный признак закрепляется в популяции.

Вопрос 6. Существуют ли живые организмы, не имеющие приспособительных особенностей строения? Ответ обоснуйте.

Адаптация –совокупность особенностей строения, физиологии и поведения живых организмов к конкретным условиям, в которых они могут нормально существовать и оставлять потомство.

Возникновение приспособленности к среде - основной результат эволюции. Поэтому эволюцию можно рассматривать как процесс возникновения приспособлений или адаптаций.

Организмы не сумевшие приспособиться к окружающему миру вымерли.

Эволюционный процесс подразумевает постоянные обновления, возникновения полезных признаков, их закрепление в организмах живых существ. И эти изменения не обязательно проявляются на генетическом уровне. Очень важны идиоадаптации - приспособления животных, растений и микроорганизмов к конкретным условиям обитания, факторам среды и физическим характеристикам ареала.

Механизм возникновения приспособлений - глубокий эволюционный процесс, формирующий нужные признаки с течением времени, постепенно. Закрепляющий необходимые характеристики в геноме живых существ для проявления в будущих поколениях.

Адаптации, или приспособления организмов

Очень часто можно встретить организм растительного или животного происхождения, который имеет какую-нибудь необычную особенность в строении, поведении или внешнем облике. Например, палочники, которые по наружности нисколько не отличаются от веточки дерева. Или муха-журчалка, которая имеет точно такую же окраску, как оса. Среди растений примерами могут служить толстостебельные мясистые кактусы, ходульные и воздушные корни, корни-подпорки.

В любом случае все это - приспособления к среде обитания, условиям окружающей среды или защита себя от других существ. Такие явления имеют очень важное значение, поскольку являются важными этапами эволюционного процесса. Механизм возникновения приспособлений всегда имеет в своей основе именно генетические выборки и закрепления важных и нужных генов, кодирующих проявление того или иного признака. Например, ген, ответственный за изменение окраски хамелеоном, сформировался в геноме этих животных несколько тысяч лет назад и до сих пор передается по наследству всем будущим поколениям.

Адаптации растений: общая характеристика

Приспособления у растений являются неотъемлемой частью их жизни. Все их можно разделить на несколько основных групп.

К температурным условиям окружающей среды.
Влажности воздуха.
Способам опыления.
К потреблению пищи.

Механизм возникновения приспособлений отвечает все тем же основам - эволюционные изменения с закреплением и передачей по наследству необходимых в конкретных условиях признаков. Поэтому если какое-либо растение адаптировалось к территории, условиям среды, температуре, то всем своим будущим поколениям оно обязательно передаст все особенности для комфортного существования.

Растения в условиях сухости

При температурном режиме, в котором преобладают слишком высокие значения и постоянные солнечные дни, приспособления у растений имеют ярко выраженный характер, направленный на уменьшение испарения влаги. А также на сохранения массы тела и питательных веществ вместе со связанной водой внутри стебля.

Для этого листовые пластины редуцируются до минимума, либо полностью видоизменяются. Самым типичным примером являются пустынные растения - кактусы. Жестокие условия существования под палящим знойным солнцем заставили эти растения преобразовать листья в колючие иглы, а стебель - в толстый мясистый ствол, наполненный паренхимными клетками (основной тканью) с большим количеством связанной и свободной воды.

Механизм возникновения приспособлений кактуса очень отчетливо показывает, насколько искусными могут быть растения в своих адаптациях. Благодаря колючкам растение не испаряет воду с поверхности листьев, а значит, экономит большое ее количество. Помимо этого, в стебле, видоизмененном под толстый мясистый ствол, происходит накопление ряда веществ, удерживающих воду. Например, аккумулируются:

гидрофильные белковые молекулы;
пролин (аминокислота, удерживающая воду);
моносахариды и разные органические кислоты.

Также механизм возникновения приспособлений кактуса включает в себя выработку соединений гормональной природы, которые затормозят действие гормонов роста (гиббереллины, ауксины). Это позволяет растениям быстро останавливать свой рост при наступлении неблагоприятных условий, длящихся долгое время.

Приспособления к разным видам опыления

Еще одним ярким примером адаптаций у растений является их способность подстраиваться к опылителям. Например, ветроопыляемые формы образуют семена сухие и легкие, которые просто будут рассеиваться даже несильными движениями воздуха.

Если растение насекомоопыляемое, то оно формирует цветки определенного строения и окраски:

ярко окрашенные;
крупные или собранные в большие соцветия;
с сильным приятным ароматом.

Строение самого цветка также может быть приспособленным под опылителя. Существуют растения, опыляемые строго определенным видом птиц или насекомых.

Перекрестноопыляющиеся или самоопыляющиеся растения в структуре цветка имеют длинные тычинки и глубоко посаженный пестик, чтобы пыльца попадала на рыльце. Каждое их таких приспособлений играет важную роль в репродукции и также закрепляется наследственно в геноме.

Условия избыточной влажности для растений

В тропических и субтропических местах обитания часто явление избыточной влажности воздуха. Ведь известно, что в некоторых местностях тропические ливни могут идти больше месяца. Конечно, такой избыток воды растениям весьма вреден. Поэтому некоторые виды сформировали определенные адаптации, сводящие к минимуму такое воздействие природы. Это гидатоды - водяные устья, увеличивающие количество выделяемой растением воды. Она выходит целыми каплями. Такое явление получило название гуттации.

Также приспособлениями к избыточной влажности у растений являются большие листовые пластины с огромным количеством устьиц. Соответственно, транспирация также усиленная.

Механизм возникновения приспособлений у животных

Представители фауны вынуждены не только подстраиваться под условия среды, но и защищать себя от нападения более сильных особей, для которых они - пища. Это привело к формированию нескольких типов адаптаций у животных:

изменение формы тела и конечностей, шерстного (кожного, перьевого) покрова;
покровительственная окраска;
мимикрия (подражание более защищенным и опасным животным);
предостерегающая окраска;
отпугивающее поведение.

Ярким примером приспособлений при помощи изменения формы тела, конечностей и покровов являются птицы (перья, киль, легкий скелет, обтекаемая форма тела). Также водные млекопитающие и рыбы, которые имеют хвосты и плавники, гладкую поверхность, отсутствие мощного шерстного покрова. Зато у них присутствуют воздушные пузыри, перепонки на лапах ласты (морские млекопитающие).

Проявляется у многих животных, как наземных, так и водных. Например, прячущиеся в траве, морские иглы, скрывающие себя в водорослях. Хамелеоны, пяденицы (палочковидные гусеницы), калима (бабочка, имитирующая листок), пестрые и серая окраска зайцев и многие другие примеры, отражающие приспособления у животных.

Мимикрия, то есть подражание с целью защиты себя от поедания и нападения, характерна для, например, мухи-журчалки (напоминает осу), некоторых видов ужей, копирующих ядовитых змей и так далее.

Предостерегающая окраска насекомых и животных направлена на честное предупреждение о несъедобности вида, его ядовитости. Примером служат ядовитые змеи, осы, пчелы, шмели, божьи коровки и другие представители. Это очень распространенные приспособления у животных.

Отпугивающее поведение - это шипение, рычание, отпрыгивание в сторону, выпускание биологических жидкостей (чернила осьминогов и кальмаров, скунсы). Сюда же можно отнести особенности некоторых животных, которые в холодное время года формируют стаи для облегчения добывания пропитания.

Все перечисленные приспособления носят эволюционно сформировавшийся и генетически закрепившийся механизм образования.

Адаптации белых медведей

Механизм возникновения приспособлений белого медведя сформировался в условиях крайне холодных мест обитаний. Все его адаптации направлены именно на сохранение тепла и добычу пищи. К ним можно отнести:

покровительственную белую окраску (маскировку);
толстый слой подкожного жира, играющий двойственную роль: теплоизоляцию и облегчение массы тела при плавании и нырянии;
густой плотный и теплый мех, покрывающий всю поверхность тела.

Благодаря своим приспособлениям белый медведь может не опасаться даже самых суровых холодов. А белая окраска позволяет ему незаметно подкрадываться к источнику питания - тюленям.

Приспособления подземных млекопитающих

Самым ярким представителем является, безусловно, крот и все его сородичи (цокоры, слепыши и другие). Поэтому на его примере рассмотрим адаптации. Механизм возникновения приспособлений крота связан с подземной средой обитания, лишенной некоторых важных света, достаточного количества влаги, тепла. Поэтому адаптации данного животного следующие:

мощные роющие конечности;
отсутствие зрения;
толстый подкожный слой жира;
гладкая и жесткая шерсть черного цвета;
обтекаемая форма тела.

Адаптации крупных пустынных животных

К таковым в первую очередь относятся верблюды, различные их виды. Механизм возникновения приспособлений верблюда формировался в условиях недостатка влаги и высоких температур. Адаптации следующего характера:

наличие желез, избавляющих от лишних солей в организме;
пониженное потоотведение;
способность долгое время голодать, теряя массу тела на треть;
особые черты пищеварения и метаболизма;
наличие горбов, заполненных жиром, хранящим связанную воду;
быстрое насыщение водой для пополнения внутренних запасов.

Все эти адаптации делают для верблюдов условия пустыни вполне комфортными и приемлемыми для жизни.

Многие пернатые освоили наземно-воздушную среду обитания. Приспособление птиц к полету стало возможным из-за многих изменений во внешнем виде и внутреннем строении.

Основные признаки приспособления птиц к полету

Двойное дыхание.
Летательные мышцы содержат большое количество миоглобина.
Перьевой покров.
Легкий скелет.
Развита кровеносная система.
Быстрый обмен веществ.
Видоизменение передних конечностей в крыльях.
Обтекаемая форма тела.
Есть специальная кость — киля.
Теплокровность.
Один яичник.
Уменьшено количество костей.
Увеличен мозжечок.
Хорошо развитая нервная система.

Как птицы приспособлены к полету?

У птиц легкие не имеют возможности расширяться или сжиматься, как у людей. Воздушные мешки выполняют всю эту работу. При вдохе и при выдохе через легкие птицы движется свежий воздух, который запасается в мешках. По этой причине дыхание у птиц называется «двойным». Чтобы запастись достаточным количеством кислорода, у птиц летательные мышцы содержат много миоглобина.

Внутреннее строение птицы схема

Птицы вынуждены много питаться, чтобы получать большое количество энергии. У них очень хорошо развита кровеносная и дыхательная система. Среднее давление пернатых составляет около 130 мм рт. ст., в то время, как у млекопитающих она всего — 95 мм рт. ст.

У птиц очень быстрый обмен веществ, температура тела достигает от 40 до 42 градусов. Высокая температура тела значительно влияет на все процессы жизнедеятельность, также сокращение мышц происходит в разы быстрее.

В большой мере, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к ним уже идут сухожилия.

Птицы пережевывают свою еду в желудке, поэтому все жевательные процессы расположены внутри тела, что улучшает их аэродинамику.

Пернатые имеют перья, которым не нужны кровеносные сосуды, они слишком легкие и мягкие. Также помимо всего этого у птиц легкий скелет, который наполнен воздухом. А для лучшей координации движений был увеличен мозжечок.

Приспособление птиц к среде обитания

В зависимости от места обитания внешнее строение пернатых сильно видоизменено. К примеру, дятел имеет клюв, который похож на долото. Он использует его, чтобы доставать насекомых и личинок из коры деревьев. Вдобавок у него слишком длинный липкий язык и острые когти, которые позволяют ему выполнять все необходимые задачи для продолжения жизнедеятельности.

Птицы, которые живут в водоемах, тоже имеют некоторые изменения. У них есть короткие нижние конечности с плавательными перепонками и сплошной перьевой покров. Пернатые, обитающие в пустынях и степях обладают защитной окраской перьев, у них прекрасное зрение и сильные ноги.

Страусообразные птицы населяют Африку. Они не могут летать, так как у птиц недоразвиты крылья, однако хорошо развиты ноги. Птицы могут развивать скорость до 70 км/ч, их вес составляет 50-90 кг, а рост около 2,5-2,7 метров. Обитают страусообразные в саваннах, пустынях, степях.

Статья по теме —

Хищные птицы имеют большой изогнутый клюв, который используют для разрыва добычи на мелкие кусочки. Имея мощные острые когти, они цепляются в добычу, после чего наносят им смертоносные ранения или переносят пищу к себе в гнездо. Хищники могут долго парить в воздухе, у них отличное острое зрение и прекрасный слух.

Проработав эти темы, Вы должны уметь:

Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
Описать два способа возникновения видов.
Сравнивать естественный и искусственный отбор.
Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
Указать черты развития и сходства человеческих рас.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172

Приспособленность организмов к среде обитания неразрывно связана с их жизне-способностью , способностью к конкуренции (конкурентоспособностью ) и оставлению нормаль-ного потомства .

Жизнеспособность

Животные

Растения

Окраска тела бабочек

Кошка и ее дикие родственни-ки (тигр, леопард) охотятся из засады, скрадывая добычу. Все кошачьи следят за собой и выли-зывают шерсть, чтобы не было запаха. Ведь жертвы не должны почуять хищника. Охотится кошка чаще всего в темноте, ведь, притаившись, в это время она становится незаметнее. Поэтому все кошачьи в темноте хорошо видят. Кошка — одиночный зверь , она «гуляет сама по себе»; по-этому этих животных трудно дрессировать.

Совсем иное дело — собака. Собачьи родственники (волки, шака-лы) в большинстве своем охотятся стаей, поэтому они очень ком-панейские и легко привыкают слушаться своего вожака. Собаку можно дрессировать, и она становится очень послушной. Собаки вылизывают себя очень редко и пахнут псиной — ведь эти животные не сидят в засаде. Чтобы найти добычу, собака и ее родствен-ники используют острое чутье. Оно у собак превосходное, эти жи-вотные могут долго идти по следу.