Vznik adaptácie organizmov. Rozvojové vzdelávanie na hodinách biológie
Evolúcia organický svet - Návod(Voroncov N.N.)
Vznik adaptácií je výsledkom prirodzeného výberu
Zhoda štruktúry orgánov s vykonávanými funkciami (napríklad dokonalosť lietadla vtáky, netopiere, hmyz) vždy priťahovali ľudskú pozornosť a povzbudzovali výskumníkov, aby využívali princípy organizácie živých bytostí pri vytváraní mnohých strojov a nástrojov. Nemenej nápadné sú harmonické vzťahy medzi rastlinami a zvieratami a ich biotopom.
Faktov naznačujúcich prispôsobivosť živých bytostí životným podmienkam je tak veľa, že nie je možné poskytnúť ich úplný opis. Tu je len niekoľko pozoruhodných príkladov adaptívneho sfarbenia.
Príklady prispôsobenia. Na ochranu vajíčok, lariev a kurčiat je obzvlášť dôležité ochranné sfarbenie. U voľne hniezdiacich vtákov (tetrov, kajka, tetrov) je samica sediaca na hniezde takmer na nerozoznanie od okolitého pozadia (obr. 26). S pozadím ladia aj pigmentované škrupiny vajíčok. Je zaujímavé, že u vtákov hniezdiacich v dutinách majú samice často svetlé farby (sýkorky, ďatle, papagáje).
Úžasná podobnosť s vetvičkami je pozorovaná u tyčového hmyzu. Húsenice niektorých motýľov pripomínajú vetvičky a telo niektorých motýľov pripomína list (tabuľka 7). Tu je ochranné sfarbenie kombinované s ochranným tvarom tela. Keď paličkový hmyz zamrzne, je ťažké zistiť jeho prítomnosť aj na blízko - toľko splýva s okolitou vegetáciou. Zakaždým, keď sa dostaneme do lesa, na lúky, na pole, ani nie
Ryža. 26. Pestrofarebná farba kajky ho skrýva pred nepriateľmi
Všimli sme si, koľko hmyzu sa skrýva na kôre, listoch a tráve.
Zebra a tiger majú na tele tmavé a svetlé pruhy, ktoré zodpovedajú striedaniu tieňa a svetla v okolí. V tomto prípade sú zvieratá sotva viditeľné aj na otvorenom priestranstve zo vzdialenosti 50-70 m. Niektoré zvieratá (platesa, chameleón) sú dokonca schopné rýchlo zmeniť svoju ochrannú farbu v dôsledku redistribúcie pigmentov v chromatofóroch kože. . Účinok ochranného sfarbenia sa zvyšuje, keď je kombinovaný s vhodným správaním: v okamihu nebezpečenstva veľa hmyzu, rýb a vtákov zamrzne a zaujme pokojnú polohu.
Veľmi jasná výstražná farba (zvyčajne biela, žltá, červená, čierna) je charakteristická pre dobre chránené, jedovaté, bodavé formy. Keď sa vtáky niekoľkokrát pokúsili ochutnať chrobáka, lienku a osu, nakoniec sa vzdajú útoku na pestrofarebnú korisť.
Zaujímavé príklady prispôsobenia sú spojené s mimikou (z gréckeho mimóza - herec). Niektoré bezbranné a jedlé živočíchy napodobňujú druhy, ktoré sú dobre chránené pred predátormi. Niektoré pavúky sa napríklad podobajú mravcom a muchy v tvare ôs sú vo vzhľade podobné osám (tabuľka 7).
Tieto a mnohé ďalšie príklady naznačujú adaptívnu povahu evolúcie. Aké sú dôvody vzniku rôznych zariadení?
Pôvod zdatnosti (adaptácie) v organizmoch. najprv vedecké vysvetlenie fitness dal Charles Darwin. Zo samotnej Darwinovej doktríny prírodného výberu, ako procesu prežitia a rozmnožovania najschopnejších, vyplýva, že práve selekcia je hlavným dôvodom vzniku rôznych adaptácií živých organizmov na ich prostredie.
Ukážme si to na príklade tvorby adaptácií u tetrovov na život v nižšia úroveň lesov. Aby sme to dosiahli, spomeňme si na niektoré funkcie vonkajšia štruktúra a spôsob života týchto vtákov: krátky zobák, ktorý im umožňuje klovať bobule a semená z lesa a v zime z povrchu snehu zrohovatené strapce na prstoch, čo im umožňuje chodiť po snehu, schopnosť uniknúť z chladu tým, že sa v noci zahrabú do snehu, krátke a široké krídla, vďaka čomu je možné rýchlo a takmer vertikálne vzlietnuť zo zeme.
Predpokladajme, že vyššie opísané úpravy neboli vyvinuté u predkov tetrova. Keď sa však zmenil ich biotop (v dôsledku chladného počasia alebo iných okolností), boli nútené zimovať v lese, hniezdiť a kŕmiť sa na lesnej pôde.
Neustály proces vzniku nových mutácií, ich kombinovanie pri krížení a vlny počtov zabezpečovali genetickú heterogenitu populácie. Preto sa vtáky navzájom líšili v množstve dedičných vlastností: absencia alebo prítomnosť okrajov na prstoch, veľkosť krídel, dĺžka zobáka atď.
Vnútrodruhový boj o existenciu prispel k prežitiu jedincov, ktorých vonkajšie štrukturálne vlastnosti boli viac v súlade s podmienkami ich biotopu. V procese prirodzeného výberu práve tieto vtáky zanechali plodné potomstvo a ich počet v populácii sa zvýšil.
Vtáky novej generácie niesli opäť rôzne mutácie. Medzi mutáciami by mohli byť tie, ktoré posilnili prejav predtým vybraných vlastností. Tí s týmito vlastnosťami mali opäť väčšiu pravdepodobnosť, že prežijú a zanechajú potomkov. A tak sa z generácie na generáciu na základe posilňovania a akumulácie užitočných dedičných zmien zlepšovali vlastnosti adaptability vtákov tetrova na život v nižšej vrstve lesa.
Vysvetlenie vzniku fitness, ktoré podáva Charles Darwin, sa zásadne líši od chápania tohto procesu J. B. Lamarcka, ktorý predložil myšlienku vrodenej schopnosti organizmov meniť sa pod vplyvom prostredia iba smerom, ktorý je pre nich prínosom. Všetci známi ježkovia majú ostré ostne, ktoré ich spoľahlivo chránia pred väčšinou predátorov. Je ťažké si predstaviť, že vznik takýchto tŕňov je spôsobený priamym vplyvom prostredia. Len pôsobenie prirodzeného výberu môže vysvetliť vznik takejto adaptácie: dokonca aj mierne zhrubnutie vlasov mohlo pomôcť vzdialeným predkom ježka prežiť. Postupne počas miliónov generácií prežili len tí jedinci, ktorí mali náhodou stále viac vyvinutú chrbticu. Práve im sa podarilo zanechať potomkov a odovzdať im svoje dedičné vlastnosti. Madagasčania nasledovali rovnakú cestu pôvodu ihiel namiesto vlasov.
"Ježkovia" - tenrec a niektoré ostnaté druhy myší a škrečkov.
Vzhľadom na ďalšie príklady adaptácie v živej prírode (výskyt ostňov u rastlín, rôzne háčiky, háčiky, muchy v semenách rastlín v súvislosti s ich distribúciou živočíchmi a pod.) môžeme predpokladať, že mechanizmus ich výskytu je bežný: v r. Vo všetkých prípadoch sa úpravy nevyskytujú okamžite hotová forma ako niečo dané, ale vytvárajú sa počas dlhého časového obdobia v procese evolúcie prostredníctvom selekcie jedincov, ktorí majú danú vlastnosť v najvýraznejšej podobe.
Relativita kondície. V preddarwinovskom období rozvoja biológie slúžila prispôsobivosť živých bytostí ako dôkaz existencie Boha: bez všemocného tvorcu by sama príroda nebola schopná tak inteligentne usporiadať živé bytosti a tak múdro ich prispôsobiť prostredie. Prevládal názor, že každé jednotlivé zariadenie je absolútne, pretože zodpovedá špecifickému účelu stanovenému tvorcom: časti úst motýľa sú predĺžené do proboscis, aby nimi mohol získať nektár ukrytý v hlbinách corolla; Hrubá stonka je potrebná na to, aby kaktus uchovával vodu atď.
Adaptácia organizmov na prostredie sa vyvíja počas dlhého obdobia. historický vývoj pod vplyvom prirodzených príčin a nie je absolútna, ale relatívna, pretože podmienky prostredia sa často menia rýchlejšie ako sa vytvárajú adaptácie. Úpravy zodpovedajúce špecifickému biotopu strácajú pri jeho zmene význam. Nasledujúce skutočnosti môžu byť dôkazom relatívnej povahy zdatnosti:
Obrana proti niektorým nepriateľom je neúčinná proti iným (napr. jedovaté hady, nebezpečný pre mnohé zvieratá, jedia ho mangusty, ježkovia, ošípané);
Prejav inštinktov u zvierat môže byť nevhodný (moly zbierajú nektár zo svetlých kvetov, dobre viditeľných v noci, ale tiež lietajú smerom k ohňu, hoci pri tom uhynú);
Orgán, ktorý je v niektorých podmienkach užitočný, sa v inom prostredí stáva zbytočným a dokonca aj relatívne škodlivým (blany medzi prstami horských husí, ktoré nikdy nepristanú na vode);
Možné sú aj pokročilejšie adaptácie na daný biotop. Niektoré druhy zvierat a rastlín sa rýchlo rozmnožili a rozšírili v úplne nových oblastiach zemegule, kde boli náhodne alebo úmyselne zavlečené ľuďmi.
Relatívna povaha zdatnosti je teda v rozpore s tvrdením o absolútnej účelnosti v živej prírode.
Otestujte sa
1. Uveďte príklady adaptácie organizmov na ich prostredie.
2. Vznikla diskusia o výsledkoch prirodzeného výberu. Niektorí tvrdia, že kondícia je v štruktúre a. Správanie organizmov akéhokoľvek druhu už dosiahlo svoju hranicu, k ďalšiemu zlepšeniu moderných druhov nedôjde. Iní vyjadrujú opačný názor: adaptácie druhov nie sú vždy dokonalé a podmienky prostredia sa neustále menia, takže selekcia môže vždy pokračovať tam, kde je život. Aký je váš názor? Na základe akých skutočností môžete spor ukončiť?
3- Ako vysvetliť vzhľad základných očí u krtka?
4. Ako je ďateľ prispôsobený životu na stromoch? Vysvetlite vznik akéhokoľvek zariadenia, napríklad zobáka v tvare dláta.
5. Aká je relatívna zdatnosť skorocelu, žihľavy a púpavy?
Podľa učenia Charlesa Darwina je prirodzený výber prežitím najschopnejších. Práve selekcia je teda hlavným dôvodom vzniku rôznych adaptácií živých organizmov na ich prostredie. Vysvetlenie vzniku fitness, ktoré podáva Charles Darwin, sa zásadne líši od chápania tohto procesu Jeanom Baptistom Lamarckom, ktorý predložil myšlienku vrodenej schopnosti organizmov meniť sa pod vplyvom prostredia iba smerom to je pre nich výhodné. Všetky známe chobotnice majú meniace sa farby, ktoré ich spoľahlivo chránia pred väčšinou predátorov. Je ťažké si predstaviť, že vznik takto meniacich sa farieb je spôsobený priamym vplyvom prostredia. Len pôsobenie prirodzeného výberu môže vysvetliť vznik takejto adaptácie: dokonca aj jednoduchá kamufláž mohla pomôcť vzdialeným predkom chobotnice prežiť. Postupne počas miliónov generácií zostali nažive len tie jedince, u ktorých sa náhodou ukázalo, že majú čoraz vyvinutejšie sfarbenie. Práve im sa podarilo zanechať potomkov a odovzdať im svoje dedičné vlastnosti.
Úpravy zodpovedajúce špecifickému biotopu strácajú pri jeho zmene význam. Nasledujúce skutočnosti môžu byť dôkazom relatívnej povahy zdatnosti:
ochranné zariadenia proti niektorým nepriateľom sú neúčinné proti iným;
prejavy inštinktov u zvierat môžu byť nevhodné;
orgán, ktorý je užitočný v jednom prostredí, sa v inom prostredí stáva zbytočným a dokonca relatívne škodlivým;
Možné sú aj pokročilejšie adaptácie na daný biotop.
Niektoré druhy zvierat a rastlín sa rýchlo rozmnožili a rozšírili v úplne nových oblastiach zemegule, kam boli náhodne alebo úmyselne zavlečené ľuďmi.
Relatívna povaha zdatnosti je teda v rozpore s tvrdením o absolútnej účelnosti v živej prírode.
Adaptácie ako ochranné sfarbenie vznikli postupným výberom všetkých tých malých odchýlok v tvare tela, v rozložení určitých pigmentov, vo vrodenom správaní, ktoré existovali v populáciách predkov týchto zvierat. Jeden z najdôležitejšie vlastnosti Prirodzeným výberom je jeho kumulatívnosť – jeho schopnosť akumulovať a posilňovať tieto odchýlky v priebehu série generácií, skladať zmeny v jednotlivých génoch a nimi riadených systémoch organizmov.
Prirodzený výber zachytáva všetky tie drobné zmeny, ktoré zvyšujú podobnosť farby a tvaru so substrátom, podobnosť medzi nimi jedlá forma a tak nejedlé forme ktoré napodobňuje. Malo by sa to vziať do úvahy odlišné typy dravce si užívajú rôzne metódy hľadať korisť. Niektorí dbajú na tvar, iní na farbu, niektorí majú farebné videnie, iní nie. Preto prirodzený výber automaticky zvyšuje, pokiaľ je to možné, podobnosť medzi simulátorom a modelom a vedie k tým úžasným úpravám, ktoré pozorujeme v živej prírode.
Toto je zaujímavé:
Technológia priemyselného pestovania agaricus bisporus
Primárnym základom vysokej rentability produkcie húb je kvalitný kompost na pestovanie mycélia, ktorý je pre život šampiňónov najvhodnejší. Na prípravu kompostu môžete použiť tieto komponenty: slama, konský...
Faktory ovplyvňujúce individuálny rozvoj
Faktory ovplyvňujúce individuálny rozvoj(ontogenéza), sa delia na dedičné a environmentálne (vplyv vonkajšieho prostredia). Stupeň dedičného (genetického) vplyvu je rôzny rôznych štádiách rast a vývoj. Vplyv nás...
Spojenie medzi fosílnym hmyzom a moderným hmyzom
Paleoptera Nálezy fosílneho hmyzu patriace k štyrom vyhynutým a dvom moderné jednotky Paleoptera, naznačujú, že dva prežívajúce rady - Ephemeroptera (májovky; obr. 13, A a B) a Odonata (vážky) - sú len...