Адаптации как результат действия естественного отбора, Биология

Инфоурок › Биология ›Презентации›Презентация к уроку Адаптация как результат естественного отбора

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Актуализация знаний Объясните следующие явления: Почему водоплавающие птицы в бассейне ловят рыбу, которая не соответствует цвету дна? У растений корни растут вниз, а в джунглях Венесуэлы есть 12 видов деревьев, корни которых взбираются вверх. Почему это происходит?

2 слайд Описание слайда:

Адаптация организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора

3 слайд Описание слайда:

Что такое приспособленность организмов?

4 слайд Описание слайда:

Как образуются приспособления? К.Линней: виды созданы Богом и уже приспособлены к среде обитания. Ж.Б.Ламарк: формирование приспособленности стремлением организмов к самоусовершенствованию. Ч.

Дарвин: объяснил происхождение приспособленности в органическом мире с помощью естественного отбора. Попытайтесь объяснить образование длинной шеи у жирафа с точки зрения К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ч.

Дарвина.

5 слайд Описание слайда:

Адаптация (приспособленность) Совокупность тех особенностей строения, физиологии и поведения, которые обеспечивают для данного вида возможность специфического образа жизни в определенных условиях среды

6 слайд Описание слайда:

«Чтобы выжить , надо быстро изменяться ( приспосабливаться)» Л. Кэролл «Алиса в Зазеркалье» С появлением эволюционной теории Ч.Дарвина адаптацию организмов стали рассматривать как результат действия естественного отбора в определенных условиях внешней среды.

Все живые организмы оптимально приспособлены к своим условиям обитания. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства.

Эволюционный процесс в любой популяции протекает в 2 этапа: -Сначала возникает генетическое разнообразие проявляющееся в фенотипических признаках; -сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям приспособленность к условиям среды.

Приспособлениия затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, а это приводит к различным формам приспособленности организмов к окружающей среде.

7 слайд Описание слайда:

дятел морж У Дарвина любимым примером является дятел. Он писал: «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазающий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?» Морфологические адаптации (приспособления)

8 слайд Описание слайда:

Морфологические приспособления 1. Форма тела (зависит от среды обитания) Торпедообразная форма тела позволяет дельфину развивать в воде v=40 км/ч Сокол – сапсан в погоне за добычей развивает v= 290 км/ч Скорость пингвина в толще воды 35 км/ч обтекаемая

9 слайд Описание слайда:

Синий кит Торпедообразная форма тела у синего кита Морфологические приспособления 1. Форма тела (зависит от среды обитания)

10 слайд Описание слайда:

Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов. Благодаря ей животные становятся менее заметны. Птенец серебристой чайки Малый вальдшнеп Самки птиц, гнездящихся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны и птенцы у этих видов птиц. Морфологические приспособления 2. Покровительственная окраска

11 слайд Описание слайда:

Белый медведь песец В районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности. Морфологические приспособления 2. Покровительственная окраска

12 слайд Описание слайда:

Морфологические приспособления 2. Покровительственная окраска У открыто гнездящихся птиц самка, сидящая на гнезде почти неотличима от окружающего фона. Соответствует фону и пигментированная скорлупа яиц. Интересно, что у птиц, гнездящихся в дупле, на деревьях, самки нередко имеют яркую окраску, а скорлупа светлая. Перепел и его яйца Горихвостка, яйцо кукушки в гнезде горихвостки

13 слайд Описание слайда:

леопарды У некоторых животных существует характерная яркая окраска , образованная чередованием светлых и темных полос или пятен. Такая окраска имитирует чередование света и тени. Морфологические приспособления 3. Расчленяющая окраска

14 слайд Описание слайда:

Морфологические приспособления 3. Расчленяющая окраска Чередование на теле светлых и темных полос или пятен зебра тигр

15 слайд Описание слайда:

Такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля. вряд ли будет пытаться сделать это еще раз. Морфологические приспособления 4. Предостерегающая окраска саламандра тарантул

16 слайд Описание слайда:

Очень яркая окраска (обычно белая, желтая, красная, черная) характерна для хорошо защищенных ядовитых, жалящих форм. Несколько раз попытавшись отведать клопа-«солдатика», божью коровку, осу птицы в конце концов отказываются от нападения на жертву с яркой окраской. Песчаная эфа Клоп – солдатик Божья коровка Морфологические приспособления 4. Предостерегающая окраска

17 слайд Описание слайда:

Удивительное сходство с веточками наблюдается у палочников. Гусеницы некоторых бабочек напоминают сучки, а тело некоторых бабочек – лист. Эффект покровительственной окраски повышается при ее сочетании с соответствующим поведением: в момент опасности многие животные замирают, принимая позу покоя. Морфологические приспособления 5. Маскировка – сочетание окраски и формы тела

18 слайд Описание слайда:

Это соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. Морфологические приспособления 5. Маскировка листовидка

19 слайд Описание слайда:

Морской конек Рыба-игла Морфологические приспособления 5.Маскировка

20 слайд Описание слайда:

Муха-журчалка Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищенным и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам. Морфологические приспособления 6. Мимикрия – подражательное сходство

21 слайд Описание слайда:

Бабочка вице-король повторяет форму и окраску крыльев ядовитой бабочки-монарха. Муха копирует облик и поведение пчелы Это сходство беззащитного или съедобного вида с хорошо защищённым и обладающим предостерегающей окраской Морфологические приспособления 6.Мимикрия

22 слайд Описание слайда:

Молочная змея успешно имитирует окраску кораллового аспида Как правило, численность копируемых особей во много раз выше, чем копирующих. Морфологические приспособления 6. Мимикрия – подражательное сходство

23 слайд Описание слайда:

Морфологические приспособления 7.Средства пассивной защиты Образования, которые увеличивают вероятность сохранения организма в борьбе за существование еж дикобраз ехидна кактус Колючки барбариса Раковина моллюска

24 слайд Описание слайда:

Брачное поведение олушей Брачный турнир самцов антилопы Поведенческие адаптации – приспособительное поведение Брачное поведение

25 слайд Описание слайда:

Поведенческие адаптации Характерная черта поведения опоссума – способность притворяться мертвыми при опасности, в этой “игре” опоссум просто неподражаем. изменения поведения в тех или иных условиях Лягушка лопатоног. Земноводное пустыни, живущее большую часть жизни в норах, выходит ночью на охоту, когда спадёт жара. Замирание при опасности

26 слайд Описание слайда:

Поведенческие адаптации – приспособительное поведение Запасание корма Речной бобр запасает до 20 куб.м. корма Избегание хищников; Миграции; Приобретения в поведении у животных с высокоразвитой нервной системой. Японские макаки зимой спускаются с гор в термальные источники

27 слайд Описание слайда:

Поведенческие адаптации –приспособительное поведение угрожающая поза

28 слайд Описание слайда:

Поведенческие адаптации – забота о потомстве Самец колюшки строит гнездо с 2 выходами – забота о безопасности потомства Из кучки навоза лепят большие шары, откатывают их в подходящее место. Выбрасывая из – под шара землю, они постепенно закапывают его. Часть шаров жуки-навозники съедают сами, а остальное служит для пропитания личинок. Жук – скарабей

29 слайд Описание слайда:

Поведенческие (этологические) адаптации – забота о потомстве Выкармливание потомства у пингвинов Это особый тип поведения в тех или иных условиях, который имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование Вынашивание икры самцами в складках живота, которую откладывают туда самки

30 слайд Описание слайда:

Бурундук в спячке Физиологические адаптации Сохранение организма за счет механизмов саморегуляции обмена веществ и превращения энергии Удаление избытка воды через сократительную вакуоль

31 слайд Описание слайда:

Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы; Биохимические реакции в клетках организма Особое строение молекулы гемоглобина для транспортировки кислорода (сильнейший окислитель, способен нарушить гомеостаз организма) Биохимические адаптации

32 слайд Описание слайда:

Абсолютны ли приспособления?

33 слайд Описание слайда:

Относительный характер приспособленности Ядовитых змей, опасных для многих животных, поедают мангусты. Ёж защищается от лисы иголками и сворачивается в клубок, но если рядом ручей, лиса скатывает его в воду, где мыщцы ежа разжимаются и он становится лёгкой добычей.

34 слайд Описание слайда:

Относительный характер приспособленности Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т.е. адаптации имеют относительную целесообразность

35 слайд Описание слайда:

Выберите один из четырех вариантов: 1.Заяц-беляк периодически линяет, изменяя окраску шерсти. Это приспособление А) заложено творцом В) не обусловлено генетически Б) сформировалось исторически Г)унаследовано от древних млекопитающих 2.

Примером покровительственной окраски: А) зеленая окраска у кузнечика Б) зеленая окраска листьев у растений В) ярко-красная окраска у божьей коровки Г)сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы 3.

Пример маскировки: А) зеленая окраска у кузнечика Б)сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы В) ярко-красная окраска у божьей коровки Г)сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком

36 слайд Описание слайда:

ВЫВОДЫ: Приспособленность организмов к среде и их органов к выполняемой функции является результатом естественного отбора. Приспособленность носит относительный характер.

37 слайд Описание слайда:

Домашнее задание параграф 33 Подготовить доклады!!!

• Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал. Пожаловаться на материал

Общая информация

10. Адаптации организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора

• 10. Адаптации организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора
• Вспомните!
• На основании собственных наблюдений приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.

В течение многих веков в естествознании господствовало представление о существовании в природе изначальной целесообразности. Сторонники креационизма считали, что Бог создавал каждый вид в абсолютном соответствии с конкретными условиями обитания.

С развитием эволюционных идей общество признало существование изменчивости, но механизмы её возникновения ещё оставались неясными. Ж. Б. Ламарк считал, что развитие приспособлений – это ответная реакция организмов на действие факторов окружающей среды. И лишь с появлением эволюционной теории Ч.

 Дарвина адаптации организмов стали рассматривать как результат действия естественного отбора в определённых условиях внешней среды.

Все живые существа оптимально приспособлены к своим условиям обитания. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства, т. е. помогает таким особям выиграть борьбу за существование и передать свои гены следующим поколениям.

Эволюционный процесс в любой популяции протекает в два этапа. Сначала возникает генетическое разнообразие, проявляющееся в фенотипических признаках.

Затем в ходе естественного отбора сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям конкретной популяции оптимальные приспособления к условиям обитания. Поскольку условия обитания организмов разнообразны, столь же разнообразны и адаптации к ним.

Приспособления затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, т. е. существует множество различных форм приспособленности организмов к окружающей среде.

Морфологические адаптации. Эти адаптации связаны с особенностями строения тела.

Причём, как и все остальные типы адаптаций, морфологические приспособления с точки зрения эволюционной значимости подразделяются на общие, которые затрагивают обычно крупные таксоны (отряды, классы, типы), и специальные, связанные с более узкими условиями существования (виды, группы видов). Например, возникновение крыла у птиц – это крупнейшее изменение, которое дало возможность живым организмам завоевать воздушное пространство. Впоследствии на его основе возникали вторичные и третичные адаптации, например особенности строения крыла, связанные с типом полёта. Сравните бреющий полёт буревестника и маневренный полёт колибри, позволяющий птице зависать в воздухе в одной точке и давать задний ход.

У Дарвина любимым примером приспособлений служил дятел. В «Происхождении видов путём естественного отбора» Дарвин писал: «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазящий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?»

Классическим примером приспособлений служит строение ноги у разных видов птиц. Ярким примером адаптаций к разным типам питания является разнообразная форма птичьих клювов (см. рис. 9).

Плоская форма тела придонных рыб и торпедообразное тело акул, густой шерстный покров у северных млекопитающих, гибкое тело у норных животных – это примеры морфологических адаптаций у животных.

Подобные формы адаптаций существуют и в растительном царстве.

В высокогорных районах и в тундре большинство растений имеют стелющиеся и подушковидные формы, которые устойчивы к сильным ветрам, зимой легко укрываются снегом и не повреждаются в сильные морозы.

Покровительственная окраска. Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов для многих видов животных. Благодаря ей животные становятся менее заметны.

Самки птиц, гнездящиеся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны яйца и птенцы у этих видов птиц, а, например, яйца аистов не имеют покровительственной окраски, потому что, как правило, недоступны для врагов (рис. 24).

Рис. 24. Покровительственная окраска позволяет птицам сливаться с ландшафтом: А – окраска малого вальдшнепа повторяет тона лесной почвы; Б – птенцы серебристой чайки в первые дни своей жизни

Рис. 25. Белая окраска животных Крайнего Севера: А – песец; Б – детёныш тюленя; В – полярный медведь

Покровительственную окраску имеют многие виды насекомых, например окраска крыльев ночных бабочек полностью сливается с той поверхностью, на которой они проводят дневные часы.

Неразличимы в траве зелёные кузнечики, в пустыне – песочно-жёлтые ящерицы, на снегу – полярные песцы.

Следует отметить, что в районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности (полярные медведи, совы, белая куропатка и многие другие) (рис. 25).

У некоторых животных существует характерная яркая окраска, образованная чередованием светлых и тёмных полос или пятен (тигры, леопарды, пятнистые олени, детёныши кабана). Такая окраска имитирует чередования света и тени в окружающей природе и делает животных менее заметными в густых зарослях (рис. 26).

Рис. 26. Гепарды. Пример покровительственной окраски

В зависимости от условий освещённости способны менять свою окраску хамелеоны, осьминоги и другие животные.

Предостерегающая окраска. У ряда животных вместо покровительственной окраски развивается предостерегающая, или угрожающая. Как правило, такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля, вряд ли будет пытаться сделать это снова.

Маскировка. Хорошим средством защиты от врагов служит не только скрывающая окраска, но и маскировка – соответствие формы тела объектам живой и неживой природы.

Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников. Практически неразличима в зарослях морских водорослей рыба-игла.

Форма тела некоторых насекомых напоминает листья, кору, веточки или колючки растений (рис. 27).

Мимикрия. Многие безобидные животные в процессе эволюции приобрели сходство с ядовитыми видами.

Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищённым и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам называют мимикрией (от греч. mimikos – подражательный).

Непривлекательны для насекомоядных птиц пчёлы и их подражатели – мухи-журчалки (рис. 28). Многие неядовитые змеи очень похожи на ядовитых, а узор на крыльях некоторых бабочек напоминает глаза хищников.

Рис. 27. Маскировка в мире насекомых

Биохимические адаптации. Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы. Пахучие вещества клопов, яды змей, пауков, скорпионов, токсины растений относятся к такого рода приспособлениям.

Биохимическими адаптациями также является появление особой структуры белков и липидов у организмов, обитающих при очень высоких или низких температурах. Подобные особенности позволяют этим организмам существовать в горячих источниках или, наоборот, в условиях вечной мерзлоты.

Рис. 28. Мухи-журчалки на цветах

Рис. 29. Бурундук в состоянии зимней спячки

Физиологические адаптации. Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Человек не может долго обходиться без пресной воды из-за особенностей своего солевого обмена, но птицы и рептилии, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую воду, приобрели специальные железы, которые позволяют им быстро избавляться от избытка солей.

Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира: при его окислении образуется большое количество воды.

Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование.

Затаивание или отпугивающее поведение при приближении врага, запасание корма на неблагоприятный период года, спячка животных и сезонные миграции, позволяющие пережить холодный или засушливый период, – это далеко не полный перечень разнообразных типов поведения, возникающих в ходе эволюции как приспособления к конкретным условиям существования (рис. 29).

Рис. 30. Брачный турнир самцов антилопы

Следует отметить, что многие виды адаптаций формируются параллельно. Например, защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски значительно повышается при сочетании её с соответствующим поведением. Животные, имеющие покровительственную окраску, в минуту опасности замирают. Предостерегающая окраска, наоборот, сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.

Особую важность имеют поведенческие адаптации, связанные с продолжением рода. Брачное поведение, выбор партнёра, образование семьи, забота о потомстве – эти типы поведения являются врождёнными и видоспецифичными, т. е. у каждого вида существует своя программа полового и детско-родительского поведения (рис. 30–32).

Относительный характер адаптаций. Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны.

Каждый организм имеет множество адаптаций, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определённых условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т.

 е. адаптации имеют относительную целесообразность. Белая зимняя окраска зайцев становится опасной в периоды оттепелей или в малоснежные зимы (рис. 33).

Если внешние условия изменятся очень резко, новые адаптации не успеют сформироваться, что приведёт к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60 млн лет назад с динозаврами.

Рис. 31. Брачное поведение капских олушей

Рис. 32. Забота о потомстве у пингвинов

Рис. 33. Зимняя окраска зайца

Итак, в результате действия движущих сил эволюции у организмов возникают и совершенствуются адаптации к условиям окружающей среды. Закрепление в изолированных популяциях различных адаптаций может в итоге привести к образованию новых видов.

Вопросы для повторения и задания

1. Приведите примеры приспособленности организмов к условиям существования.

2. Почему одни животные имеют яркую, демаскирующую окраску, а другие, наоборот, – покровительственную?

3. В чём состоит сущность мимикрии?

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

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

6. Являются ли физиологические адаптации факторами, определяющими уровень приспособленности организма в целом?

7. В чём сущность относительности любого приспособления к условиям обитания? Приведите примеры.

Подумайте! Выполните!

1. Почему не существует абсолютного приспособления к условиям обитания? Приведите примеры, доказывающие относительный характер любого приспособления.

2. Детёныши кабана обладают характерной полосатой окраской, которая с возрастом исчезает. Приведите аналогичные примеры изменения окраски у взрослых особей по сравнению с потомством. Можно ли считать эту закономерность общей для всего животного мира? Если нет, то для каких животных и почему она характерна?

3. Соберите информацию о животных с предостерегающей окраской, обитающих в вашем регионе. Объясните, почему знание этого материала важно для каждого. Сделайте информационный стенд об этих животных. Выступите с сообщением по этой теме перед школьниками младших классов.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Повторите и вспомните!

Человек

Поведенческие адаптации – врождённое безусловно-рефлекторное поведение. Врождённые способности существуют у всех животных, в том числе и у человека. Новорождённый ребёнок умеет сосать, глотает и переваривает пищу, моргает и чихает, реагирует на свет, звук и боль.

Это примеры безусловных рефлексов. Такие формы поведения возникли в процессе эволюции как результат приспособления к определённым, относительно постоянным условиям окружающей среды.

Безусловные рефлексы передаются по наследству, поэтому все животные рождаются уже с готовым комплексом таких рефлексов.

Каждый безусловный рефлекс возникает на строго определённый раздражитель (подкрепление): одни – на пищу, другие – на боль, третьи – на появление новой информации и т. д. Рефлекторные дуги безусловных рефлексов постоянны и проходят через спинной мозг или ствол головного мозга.

Одной из наиболее полных классификаций безусловных рефлексов является классификация, предложенная академиком П. В. Симоновым.

Учёный предложил разделить все безусловные рефлексы на три группы, отличающиеся по особенностям взаимодействия особей друг с другом и с окружающей средой. Витальные рефлексы (от лат. vita – жизнь) направлены на сохранение жизни индивида.

Их невыполнение ведёт к гибели особи, а для реализации не требуется участия другой особи того же вида. В эту группу относят пищевые и питьевые рефлексы, гомеостатические рефлексы (поддержание постоянной температуры тела, оптимальной частоты дыхания, сердцебиения и т. п.

), оборонительные, которые, в свою очередь, делят на пассивно-оборонительные (убегание, затаивание) и активно-оборонительные (нападение на угрожающий объект) и некоторые другие.

К зоосоциальным, или ролевым, рефлексам относят те варианты врождённого поведения, которые возникают при взаимодействии с другими особями своего вида. Это половые, детско-родительские, территориальные, иерархические рефлексы.

Третья группа – это рефлексы саморазвития. Они не связаны с адаптацией к конкретной ситуации, а как бы обращены в будущее. Среди них исследовательское, подражательное и игровое поведение.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Адаптация организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора

ТЕМА: Адаптация организмов к условиям обитания как результат действия естественного отбора. (слайд № 2)

ЦЕЛИ:

• создать условия для усвоения знаний о механизмах возникновения и формирования приспособлений под воздействием естественного отбора;
• способствовать развитию умений использовать знания теоретических закономерностей для объяснения явлений наблюдаемых в живой природе;
• способствовать развитию умений делать выводы и обобщения.

МЕТОДЫ

• объяснение
• презентация
• лабораторная работа

Ход урока

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний (слайд № 1)

Объясните следующие явления:

– Почему водоплавающие птицы в бассейне ловят рыбу, которая не соответствует свету дна?

– У растений корни растут вниз, а в джунглях Венесуэлы есть 12 видов деревьев, корни которых взбираются вверх. Почему это происходит?

3. Изучение нового материала

• Проблемные вопросы (слайд № 3)
• – Что такое приспособленность?
• – В чем она проявляется?
• Адаптация – это совокупность тех особенностей строения, физиологии и поведения, которые обеспечивают для данного вида возможность специфического образа жизни в определенных условиях среды. (слайд №4)

«Чтобы выжить, надо быстро изменяться (приспосабливаться).» Л.Кэролл «Алиса в Зазеркалье» (слайд № 5)

С появлением эволюционной теории Ч.Дарвина адаптация организмов стали рассматривать как результат действия естественного отбора в определенных условиях внешней среды.

Все живые организмы оптимально приспособлены к своим условиям обитания. Приспособленность повышает шансы организмов на выживание и оставление потомства. Эволюционный процесс в любой популяции протекает в 2 этапа:

1. Сначала возникает генетическое разнообразие проявляющееся в фенотипических признаках;
2. сохраняются те признаки и свойства, которые обеспечивают особям приспособленность к условиям среды.

1. Приспособлениия затрагивают внешние и внутренние признаки и свойства организмов, особенности размножения и поведения, а это приводит к различным формам приспособленности организмов к окружающей среде.
2. Черты приспособленности:
3. 1. морфологические
4. Эти адаптации связаны с особенностями строения тела. Они бывают 2-х видов:

• общие – затрагивают крупные таксоны (отряды, классы, типы)
• специальные – связаны с более узкими условиями существования (виды)

У Дарвина любимым примером является дятел. Он писал : «Можно ли привести более разительный пример приспособления, чем дятел, лазающий по стволам деревьев и вылавливающий насекомых в трещинах коры?» (слайд № 6)

Торпедообразная форма тела у акул. (слайд № 7)

2. покровительственная окраска

Такая окраска служит прекрасным способом защиты от врагов. Благодаря ей животные становятся менее заметны.

Слайд № 8 . Самки птиц, гнездящихся на земле, практически сливаются с общим фоном местности. Так же незаметны и птенцы у этих видов птиц.

Слайд № 9 . В районах Крайнего Севера среди животных очень распространена белая окраска, делающая их незаметными на снежной поверхности.

Слайд № 10 . У некоторых животных существует характерная яркая окраска , образованная чередованием светлых и темных полос или пятен. Такая окраска имитирует чередование света и тени.

3. предостерегающая окраска (слайд № 11)

Такая окраска свойственна жалящим или имеющим ядовитые железы насекомым. Птица, отведавшая ядовитую божью коровку или ярко-полосатого шмеля. вряд ли будет пытаться сделать это еще раз.

4. маскировка (слайд № 12 – 13)

Маскировка- это соответствие формы тела объектам неживой природы. Сходство с предметами окружающей среды позволяет многим животным избегать нападения хищников.

• 5. мимикрия (слайд 15)
• Это явление подражания беззащитного вида хорошо защищенным и имеющим предостерегающую окраску неродственным видам.
• 6. биохимические адаптации
• Многие животные и растения способны образовывать различные вещества, которые служат им для защиты от врагов и для нападения на другие организмы.
• 7. физиологические адаптации

Эти адаптации связаны с перестройкой обмена веществ. Без них невозможно поддержание гомеостаза в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

8. поведенческие адаптации

Это особый тип поведения в тех или иных условиях, который имеет очень большое значение для выживания в борьбе за существование. (слайды № 16-17 )

Все живые организмы оптимально приспособлены к условиям своего обитания. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т.е. адаптации имеют относительную целесообразность. (слайды № 18-19).

1. Выполнение лабораторной работы (слайды № 20 – 21)
2. «Изучение адаптаций организмов к среде обитания»
3. ЦЕЛИ:

• создать условия для формирования понятия адаптации организмов к среде обитания;
• способствовать закреплению умений выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания.

ХОД РАБОТЫ

1. Рассмотрите выданный вам объект; обнаружьте наиболее очевидные приспособления к тем условиям среды, в которых обитает данный организм; опишите эти конкретные приспособления.

2. Выясните относительный характер приспособленности; докажите почему приспособления носят относительный характер.

3. Ответы оформите в виде таблицы «Возникновение приспособленности и ее относительный характер»

вид

Среда обитания

Черты приспособленности

Относительный характер приспособленности

4. РЕФЛЕКСИЯ: (слайд № 22)

Выбери один из четырех ответов:

1. Заяц-беляк периодически линяет, изменяя окраску шерсти. Эта приспособленность

• А) заложена творцом
• Б) сформировалась исторически
• В) не обусловлена генетически
• Г) унаследована от древних млекопитающих.

2. Пример покровительственной окраски:

• А) зеленая окраска у кузнечика
• Б) зеленая окраска листьев
• В) ярко- красная окраска у божьей коровки
• Г) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы

3. Пример мимикрии:

• А) зеленая окраска у кузнечика
• Б) сходство в окраске юрюшка у мухи-журчалки и осы
• В) яркая окраска у божьей коровки
• Г) сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки пяденицы с сучком

ВЫВОД (на основе вопросов поставленных в начале урока)

• приспособленность организмов к среде и их органов к выполняемой функции является результатом естественного отбора ;
• приспособленность носит относительный характер.

5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ : (слайд № 24)

П. 4.10 ответить на вопросы параграфа.

12.04.2011

Адаптации как результат действия естественного отбора

1. Адаптации как результат действия естественного отбора. Этапы адаптациогенеза. Классификация адаптации. Причины ограниченности эволюции мутаций и незавершённости некоторых из них. Адаптивная радиация и увеличение видового разнообразия в ходе эволюции.

1.1. Адаптации как результат действия естественного отбора

Адаптациями называются свойства и признаки организмов, которые 
обеспечивают приспособление к той 
среде, в которой эти организмы 
живут. Адаптацией также называют процесс 
возникновения приспособлений.

  Популяции березовой пяденицы приспособились к изменившимся внешним условиям благодаря накоплению мутаций темной окраски. В популяциях человека, населяющих малярийные районы, адаптация возникла благодаря распространению мутации серповидно-клеточной анемии.

И в том, и в другом случае, адаптация достигается за счет действия естественного отбора.

При этом материалом для отбора служит наследственная изменчивость, накопленная в популяциях. Поскольку 
разные популяции отличаются друг от друга по набору накопленных мутаций, то к одним и тем же факторам внешней среды они приспосабливаются по-разному.

Так, африканские популяции адаптировались к жизни в малярийных районах за счет накопления мутаций серповидно-клеточной анемии HbS, а в популяциях, населяющих юго-восточную Азию устойчивость к малярии сформировалась на основе накопления ряда других мутаций, которые в гомозиготном состоянии также вызывают болезни крови, а в гетерозиготном – обеспечивают защиту от малярии.

Эти примеры иллюстрируют роль естественного отбора в формировании адаптаций. Нужно, однако, ясно понимать, что это – частные случаи относительно простых адаптаций, возникающих за счет селективного размножения носителей единичных «полезных» мутаций. Маловероятно, что большинство адаптаций возникло таким путем.

Покровительственная, предостерегающая и подражательная окраска. Рассмотрим, например, такие широко распространенные адаптации, как покровительственная, предостерегающая и подражательная окраска (мимикрия). 

Покровительственная окраска позволяет животным становится незаметными, сливаясь с субстратом. Одни насекомые поразительно сходны с листьями деревьев, на которых они обитают, другие напоминают засохшие веточки или шипы на стволах деревьев. Эти морфологические адаптации дополняются поведенческими приспособлениями. Насекомые выбирают для укрытия именно те места, где они менее заметны.

Несъедобные насекомые и 
ядовитые животные – змеи и лягушки, имеют яркую, предостерегающую окраску. Хищник, раз столкнувшись с таким животным, надолго ассоциирует этот тип окраски с опасностью.

Этим пользуются некоторые неядовитые животные. Они приобретают поразительное сходство с ядовитыми, и тем самым снижают опасность со стороны хищников. Уж имитирует окраску гадюки, муха подражает пчеле.

Это явление называется мимикрией.

Одной из важнейших характеристик 
естественного отбора является его кумулятивность – его способность накапливать и усиливать эти уклонения в ряду поколений, слагая изменения отдельных генов и контролируемых ими систем организмов.

Естественный отбор подхватывает все те мельчайшие изменения, которые усиливают сходство в окраске и форме с субстратом, сходство между съедобным видом и тем несъедобным видом, которому он подражает. Следует учитывать, что разные виды хищников пользуются разными методами поиска добычи.

Одни обращают внимание на форму, другие на окраску, одни обладают цветным зрением, другие нет. Поэтому естественный отбор автоматически усиливает, насколько это возможно, сходство между имитатором и моделью и приводит к тем изумительным адаптациям, которые мы наблюдаем в живой природе.

Возникновение сложных 
адаптаций. Многие адаптации производят впечатление тщательно продуманных и направленно спланированных устройств. Как такая сложнейшая структура как глаз человека могла возникнуть путем естественного отбора случайно возникавших мутаций?

Ученые предполагают, что 
эволюция глаза началась с небольших 
групп светочувствительных клеток на поверхности тела наших очень 
далеких предков, живших около 550 млн. лет назад. Способность различать 
свет и тьму была, безусловно, полезна для них, повышала их шансы на жизнь по сравнению с их абсолютно слепыми сородичами.

Случайно возникшее искривление «зрительной» поверхности улучшило зрение, это позволяло определить направление на источник света. Возник глазной бокал. Вновь возникающие мутации могли вести к сужению и расширению отверстия глазного бокала. Сужение постепенно улучшало зрение – свет стал проходить через узкую диафрагму.

Как видите, каждый шаг повышал приспособленность тех особей, которые менялись в «правильном» направлении. Светочувствительные клетки формировали сетчатку. Со временем в передней части глазного яблока сформировался хрусталик, выполняющий функцию линзы.

Он возник, по-видимому, как прозрачная двухслойная структура, наполненная жидкостью.

Ученые попытались смоделировать этот процесс на компьютере. Они показали, что глаз, подобный сложному глазу моллюска, мог возникнуть из слоя фоточувствительных клеток при относительно мягком отборе всего за 364 000 поколений.

Иными словами, животные, у которых смена поколений происходит каждый год, могли сформировать полностью развитый и оптически совершенный глаз в менее, чем за полмиллиона лет.

Эта очень короткий срок для эволюции, если учесть что средний возраст вида у моллюсков равняется нескольким миллионам лет.

Все предполагаемые стадии эволюции глаза человека мы можем обнаружить среди ныне живущих животных. Эволюция глаза шла разными путями в 
разных типах животных. Благодаря 
естественному отбору независимо возникло множество разных форм глаза, и человеческий глаз – только один из них, причем не самый совершенный

Эволюция не создает новых 
конструкций «с чистого листа», она 
меняет (часто неузнаваемо меняет) старые конструкции, так чтобы каждый этап этих изменений был приспособительным.

Любое изменение должно повышать приспособленность его носителей или, хотя бы, не снижать ее. Эта особенность эволюции ведет к неуклонному совершенствованию различных структур.

Она же является причиной несовершенства многих адаптаций, странных несообразностей в строении живых организмов.

Следует помнить, однако, что 
все приспособления, сколь бы совершенны они ни были, носят относительный 
характер. Понятно, что развитие способности 
к полету не очень хорошо совмещается 
с возможностью быстро бегать. Поэтому 
птицы, обладающие наилучшими способностями к полету, — плохие бегуны. Напротив, страусы, которые не способны летать, прекрасно бегают.

Приспособление к определенным условиям может быть бесполезно или даже вредно при появлении новых условий. Однако условия обитания меняются постоянно и иногда очень резко.

В этих случаях накопленные ранее адаптации могут затруднить формирование новых, что может вести к вымиранию больших групп организмов, как это случилось более 60—70 млн лет назад с некогда очень многочисленными и разнообразными динозаврами.

1.2. Этапы 
адаптациогенеза. Понятие адаптациогенеза означает процесс исторического преобразования самой нормы реакции как отдельного генотипа, так и вида в целом. Адаптациогенез осуществляется через накопление полезных в данной среде преимущественно мелких изменений признаков.

Как любой процесс, адаптациогенез внутренне противоречив. Он складывается из взаимодействия двух противоположных 
сторон: частичной дезорганизации уже 
сложившейся нормы реакции организма и вида и последующей ее новой организации.

К дезорганизующим факторам относится наследственная изменчивость (мутации и рекомбинации), которая 
в большинстве, случаев нарушает нормальное развитие организма. Однако дезорганизующий эффект наследственной изменчивости имеет и положительное значение. Относительно вредные рецессивные мутации пополняют резерв внутривидовой изменчивости.

При благоприятном изменении среды они могут стать полезными. Не будь этого резерва, популяция не смогла бы приспособиться к новой среде, так как прежние адаптации в этой среде оказались бы непригодными.

Представление о диалектическом характере взаимодействия дезорганизации и организации в эволюционном процессе очень важно для правильного понимания структуры адаптациогенеза.

Адаптагенез слагается из трех этапов: инадаптивной, преадаптивной, постадаптивной. В каждом конкретном случае эти этапф могут меняться местами.

Инадаптивная 
фаза. При изменении среды выживает всего только часть популяции, остальная элиминируется.

Факты, свидетельствующие о неизбежности прохождения инадаптивной фазы в эволюции популяций, рассматривались выше на примерах выработки устойчивости микроорганизмов к антибиотикам и насекомых к ядам.

Эволюция крупных таксонов сопровождается элиминацией еще большего числа особей. Например, эволюция семейства лошадиных шла через массовое вымирание популяций.

Исходя из сказанного, можно сформулировать два общих 
положения. Во-первых, чем более резкими 
будут изменения среды, тем больший 
урон нанесут они популяции, вплоть до ее вымирания. Во-вторых, чем крупнее таксон, возникающий в ходе эволюции, тем большее число популяций приносится в жертву как плата за возникновение таксона. Из этого правила имеются исключения, о чем будет сказано ниже.

Итак, эволюция популяций 
и более крупных таксонов связана 
с неизбежной расплатой за успех части составляющих их организмов. Чем же обусловливается этот успех?

Преадаптивная фаза. Организмы, которые выживают при изменении условий среды, обладали необходимыми для этого предпосылками в их организации. Готовность к созданию новых адаптации особенно необходима в случае быстрых и резких изменений условий среды, так как приспособление на основе постепенного отбора мелких полезных мутаций здесь исключено.

Еще Ч. Дарвин обратил 
внимание на то, что организмы должны обладать необходимыми предпосылками 
для выживания при изменении 
условий обитания.

Позднее это 
замечание было ошибочно истолковано в теории «предварительного приспособления», и сама проблема надолго оказалась монополией антидарвинистов. Лишь в недавнее время она стала объектом внимания сторонников синтетической теории эволюции.

В современной трактовке понятие преадаптации означает имеющуюся у организмов готовность к выживанию и размножению в изменяющейся среде, сформировавшуюся ранее при участии отбора.

Правильному представлению о преадаптивной фазе во многом способствует выяснение механизмов ее возникновения. Один из таких механизмов – коррелятивная изменчивость. Большинство признаков организмов становятся адаптивными под действием отбора, но, поскольку они коррелятивно связаны между собой, изменение одних из них влечет за собой изменение других.

Возникновение преадаптивной фазы определяется генетическими факторами (мутационной и коррелятивной изменчивостью) либо отбором, но в совершенно другом направлении по отношению к будущему использованию признака (пример с раковиной моллюска). Но в любом случае переход преадаптивной фазы в обычную адаптацию определяется сменой направления отбора.

Постадаптивная 
фаза. Постадаптивная фаза представляет собой постепенное усовершенствование уже имеющейся адаптации к частным условиям среды.

Превосходный пример такой адаптивной специализации целого комплекса признаков показывает лесной дятел.

Вся организация дятла подчинена добыванию пищи при долблении стволов деревьев: прямой клюв прочно связан с черепом, имеются длинный язык для ловли насекомых, развитые цепкие ноги и хвост для опоры на стволе.

В понятие постадаптации 
вкладывается и иной смысл. Одни признаки могут сохранять свое значение в 
качестве широких и даже универсальных 
адаптации. Так, живорождение у млекопитающих – приобретение, полезное как в пустыне, так и во льдах. Другие признаки при изменении среды либо утрачиваются совсем, либо становятся бесполезными.

Часть признаков, ранее адаптивных, но потерявших полезное значение, могут вновь пригодиться организмам при изменении среды обитания. Существование таких потенциально полезных признаков и есть постадаптивная фаза в точном значении этого понятия.

Такая трактовка адекватна и самому термину, поскольку слово «постадаптация» в буквальном смысле означает «после адаптации».

Большей частью признаки, ставшие 
бесполезными, превращаются в рудименты и, в конце концов, утрачиваются в ходе эволюции. Вместе с тем отмечаются случаи, когда бесполезные и даже частично вредные признаки все-таки стойко сохраняются длительное время. На такие факты обращал внимание еще Ч. Дарвин.

Горные гуси или фрегаты, например, имеют лапы с перепонками, но никогда не садятся на воду; береговой дятел, обладающий типичными чертами древесного дятла, обитает по берегам рек.

В случае необходимости эти животные вновь могут перейти к образу жизни, для которого они уже имеют готовые адаптации: горные гуси и фрегаты – к плаванию, береговой дятел – к обитанию на деревьях.

Таким образом, изменения условий среды вызывают сдвиг в приспособленности отдельных 
организмов и популяции в целом. При этом часть организмов элиминируется (инадаптивная фаза), другая часть вырабатывает новые адаптации на основе уже имеющихся для этого предпосылок в их организации (преадаптивная фаза).

В ходе эволюции могут вновь использоваться признаки, утратившие свое значение в прошлом (постадаптивная фаза).

Первые две фазы – неизбежное следствие и необходимое условие эволюции адаптации, третья фаза представляет собой резерв приспособленности и используется в случае возвращения вида в прежние условия жизни.

1.3. Классификация адаптаций:

1. По происхождению различают преадаптивные, комбинаторные и постадаптивные адаптации.