Náčrt hodiny biológie na tému: „Adaptívne vlastnosti štruktúry, farby tela a správania zvierat. Adaptívne vlastnosti štruktúry farby tela a správania zvierat v dôsledku pôsobenia prirodzeného výberu Štúdium nového materiálu
Otázka 1. Uveďte príklady adaptability organizmov na životné podmienky na základe vlastných pozorovaní.
Počas evolúcie organizmy získavajú rôzne vlastnosti, čo im umožňuje úspešnejšie sa prispôsobiť životným podmienkam. Napríklad srsť severných zvierat (polárne líšky, medvede) je biela, vďaka čomu sú na pozadí snehu takmer neviditeľné. Hmyz, ktorý sa živí kvetinovým nektárom, má na to ideálnu štruktúru a dĺžku nosa. Tulene plutvy, upravené z labiek ich suchozemských predkov, sú dokonale prispôsobené pohybu vo vode. Žirafy žijú v savane a jedia listy stromov vo vysokých nadmorských výškach, k čomu im pomáha ich dlhý krk.
Existuje veľa takýchto príkladov, pretože každý živý tvor má veľké množstvo vlastností získaných v procese prispôsobovania sa špecifickým životným podmienkam.
Otázka 2. Prečo majú niektoré zvieratá jasné, demaskujúce farby, zatiaľ čo iné, naopak, ochranné farby?
Dva typy sfarbenia zodpovedajú dvom variantom stratégie správania. V jednom z nich sa zviera snaží zostať bez povšimnutia, snaží sa vyhnúť stretnutiu s predátorom alebo prikradnutiu sa ku koristi. Na tento účel sa používa ochranné sfarbenie, ktoré umožňuje splynúť s pozadím. Na druhej strane, zvieratá, ktoré sú nebezpečné alebo jedovaté, to často zdôrazňujú. Používajú jasné, demaskujúce farby, ktoré varujú: „nejedz ma“. Okrem jedovatých organizmov túto stratégiu využívajú aj neškodné druhy, ktoré ich napodobňujú. Organizmy môžu mať demaskovacie farby z úplne iného dôvodu – v súvislosti s túžbou prilákať partnera na rozmnožovanie (jasné farby mnohých samcov vtákov, rýb, plazov, motýľov atď.). Úloha plodenia sa v tomto prípade dostáva do konfliktu s pudom sebazáchovy, no ukazuje sa ako významnejšia pre organizmus.
Otázka 3. Čo je podstatou mimikry? Porovnajte mimiku a kamufláž. Čo sú zač zásadné rozdiely? V čom sú si podobné?
Podstatou mimikry (z gréckeho mimikos - napodobňovanie) je, že neškodné zvieratá v procese evolúcie nadobúdajú podobnosť s nebezpečnými (jedovatými) druhmi. To im umožňuje vyhnúť sa útokom predátorov. Príkladom sú niektoré nejedovaté hady: existuje druh hada, ktorý má podobnú farbu ako smrtiaci nebezpečná sčítačka a líši sa od neho iba striedaním pruhov. Okrem sfarbenia majú napodobňujúce zvieratá charakteristické správanie: vznášadlá sa správajú ako osy, napodobňujúce agresiu.
Otázka 4. Vzťahuje sa prirodzený výber na správanie zvierat? Uveďte príklady.
Prírodný výber ovplyvňuje nielen vonkajšie znaky organizmu, ale aj na správaní. Týka sa to predovšetkým vrodených (inštinktívnych) foriem správania. Takéto formy sú veľmi rôznorodé: spôsoby získavania potravy, prejavy strachu a agresivity, sexuálne správanie, správanie rodičov a pod. ukladať zásoby a zimovať na zimu a pod. Rituály párenia sú veľmi zložité, ich prísne dodržiavanie je pre zvieratá jedným zo spôsobov, ako zabrániť medzidruhovému kríženiu.
Otázka 5. Aké sú biologické mechanizmy pre vznik adaptívneho (skrývacieho a varovného) sfarbenia u zvierat?
Biologický mechanizmus, ktorý zaisťuje vzhľad adaptívneho sfarbenia, je prirodzený výber. V procese evolúcie v populácii, ktorá sa v dôsledku rôznorodosti genofondu vyznačovala veľmi širokou škálou farieb, prežili prevažne tí jedinci, ktorí boli na pozadí menej nápadní, a zanechali potomkov. životné prostredie. V dôsledku toho sa podiel zodpovedajúcich genotypov neustále zvyšoval. Následne sa tento fenotyp, a teda aj genotyp, zafixoval v populácii pomocou stabilizačnej selekcie. V prípade varovného sfarbenia nastali podobné procesy. Napríklad vtáky spočiatku ľahšie nájdu a požierajú pestrofarebný hmyz. Ak sa ukáže, že tento hmyz je jedovatý, potom sa vtáky rýchlo naučia, aby sa ich nedotýkali a uprednostňovali skromnejšie sfarbenú korisť. Tak sú jedinci s jasnými farbami, ktoré sú ľahko identifikovateľné ako jedovaté, zachované a zanechávajú potomstvo. Časom sa táto vlastnosť v populácii zafixuje.
Otázka 6. Existujú živé organizmy, ktoré nemajú adaptívne štrukturálne vlastnosti? Svoju odpoveď zdôvodnite.
Adaptácia je súbor štrukturálnych znakov, fyziológie a správania živých organizmov na špecifické podmienky, v ktorých môžu normálne existovať a zanechať potomstvo.
Vznik adaptácie na prostredie je hlavným výsledkom evolúcie. Preto sa na evolúciu môžeme pozerať ako na proces vzniku adaptácií alebo adaptácií.
Organizmy, ktoré sa nedokázali prispôsobiť prostrediu, vyhynuli.
Poznámky z hodiny biológie, 9. ročník
Téma: „Adaptívne vlastnosti štruktúry, farby tela a správania zvierat“
Cieľ: zoznámiť sa s rôznymi typmi adaptácie živých organizmov na ich prostredie, pochopiť relatívnu povahu adaptability.
Úlohy:
Vzdelávacie:
Vytvoriť predstavu o mechanizmoch vzniku zdatnosti v dôsledku evolúcie;
Naďalej rozvíjať schopnosť využívať znalosti teoretických princípov na vysvetlenie javov pozorovaných v živej prírode;
Rozvinúť špecifické znalosti o adaptačných vlastnostiach štruktúry, farby tela a správania zvierat, odhaliť relatívnu povahu adaptácií
Vzdelávacie:
Rozvíjať záujem o štúdium biológie, rozširovať si obzory o zákonitostiach v prírode prostredníctvom situačnej komunikácie;
Rozvíjať tvorivé schopnosti žiakov samostatnou tvorbou počítačovej prezentácie s použitím názorného materiálu nájdeného na internete.
rozvíjať intelektuálnu sféru: pozornosť, pamäť, reč, myslenie;
Vzdelávacie:
pokračovať v rozvíjaní ekologickej kultúry medzi školákmi, presvedčenie o potrebe zachovania druhovej rozmanitosti rastlín a živočíchov.
vyvodiť závery o prirodzených príčinách tvorby adaptácií pomocou doktríny o hnacích silách evolúcie;
rozširujú študentom obzory.
| № lekciu | Téma lekcie | UUD | Výsledky predmetu | Výsledky metapredmetov | Osobné výsledky |
| Adaptácia organizmov na podmienky vonkajšie prostredie ako výsledok prirodzeného výberu | Informačná kompetencia extrakcia primárnych informácií (úroveň 1), Stanovenie príčinno-dôsledkových vzťahov medzi adaptáciami organizmov a ich prostredím. (2. úroveň) | vytvoriť predstavu o adaptácii organizmov, naučiť pomenovať a identifikovať rôzne úpravy rozvíjať schopnosť aplikovať získané poznatky na určenie zdatnosti organizmov. | Pokračujte v osvojovaní si najdôležitejších zručností predmetu (odôvodnite svoju odpoveď, definujte pojmy, analyzujte, zhrňte získané informácie) naďalej rozvíjať rozvoj zručností pracovať s rôznymi informačnými zdrojmi a objektmi. | Zabezpečenie formovania kritického myslenia čítaním populárno-vedeckej literatúry, podporovať rozvoj schopnosti vyjadriť svoj vlastný názor, pestovať hodnotový vzťah k živej prírode. |
počas vyučovania
1. Aktualizácia predchádzajúcich vedomostí
K.O.Z.
S akými evolučnými silami sme sa oboznámili?
Akú silu evolúcie považoval Charles Darwin za hlavnú?
Ktoré organizmy prežívajú a produkujú potomstvo ako výsledok prirodzeného výberu?
2. Štúdium nového materiálu.
V súčasnosti je naša planéta domovom niekoľkých miliónov druhov živých organizmov, z ktorých každý je svojim spôsobom jedinečný. Poďme zistiť, aká je adaptabilita organizmov na ich prostredie.
Spoločné stanovenie cieľov lekcie
Počas rozhovoru zisťujeme pojem fitness, objavuje sa v sklade, chalani si ho zapisujú do zošita (rovnaká definícia je aj na informačnej karte)
Fitness organizmov, alebo adaptácie (z lat. adaptatio - prispôsobenie, prispôsobenie), sú súborom tých štrukturálnych, fyziologických a behaviorálnych znakov, ktoré poskytujú danému druhu možnosť špecifického životného štýlu v určitých podmienkach prostredia.
K.O.Z.
Čo si myslíte, že sa dá použiť na prispôsobenie sa prostrediu?
U zvierat je tvar tela adaptívny. Vzhľad vodného cicavca delfína je dobre známy. Jeho pohyby sú ľahké a presné, jeho rýchlosť vo vode dosahuje 40 km/h. Hustota vody je 800-krát vyššia ako hustota vzduchu. Ako to delfín dokáže prekonať? Aerodynamický tvar tela v tvare torpéda a absencia uší pomáhajú predchádzať turbulenciám v prúde vody okolo delfína a znižujú trenie. Mnoho vodných živočíchov má podobný tvar tela: žraloky, veľryby, tulene. Aerodynamický tvar tela uľahčuje rýchly pohyb zvierat vo vzduchu. Letové a obrysové perie pokrývajúce telo vtáka úplne vyhladzujú jeho tvar. Vtáky nemajú odstávajúce uši, zvyčajne zaťahujú nohy za letu. Výsledkom je, že vtáky sú oveľa rýchlejšie ako všetky ostatné zvieratá. Vtáky sa pohybujú rýchlo aj vo vode. Bol pozorovaný tučniak arktický plávať pod vodou rýchlosťou 35 km/h.
Organizačné úpravy – zápis do zošita.
K.O.Z. Už Charles Darwin zdôrazňoval, že všetky úpravy, bez ohľadu na to, aké dokonalé sú, majú relatívnu povahu, t.j. užitočné iba v typickom prostredí.
Napríklad ďateľ sa ľahko pohybuje po kmeňoch stromov, ale jeho končatiny sú zle prispôsobené na pohyb po povrchu pôdy.
Vodné vtáctvo sa na súši nepohybuje dobre.
K.O.Z.
Spomeňme si na takú silu evolúcie, akou je boj o existenciu. Aké formy boja o existenciu poznáte?
Aká je zvláštnosť medzidruhového boja o existenciu a medzi kým k nemu dochádza?
Ako by sa mali predátori a ich korisť prispôsobiť?
SKLÁDKY č.
Študenti si zapisujú definície a vyvodzujú závery o relatívnej povahe akejkoľvek úpravy.
ochranné sfarbenie
pevný
zlomený
zmena farby tela
varovné sfarbenie
Často je však u zvierat telesná farba, ktorá sa neskrýva, ale naopak púta pozornosť a demaskuje. Táto forma zariadenia sa nazýva výstražné maľovanie. Pre väčšinu zvierat je charakteristické, že štípu, vylučujú toxické látky, majú nechutný zápach alebo nechutnú chuť. Podobne ako brzdové svetlá, aj tieto vzory a farebné kombinácie by mali zvieratá ľahko rozpoznať. Znamenajú: "Nebezpečenstvo!", "Nepribližuj sa!", "Je lepšie sa so mnou nebaviť!". Lienka, ktorá je veľmi nápadná, vtáky nikdy neklujú kvôli jedovatému sekrétu, ktorý hmyz vylučuje. Nejedlé húsenice a mnohé jedovaté hady majú jasné varovné farby. Medzi obojživelníkmi sú skutočné dandies. Sú efektne sfarbené, často pomalé, denné a ani sa nesnažia skryť pred predátormi, na rozdiel od ich početnejších maskovaných príbuzných, ktorí chodia hľadať potravu v noci, keď sú menej nápadní. Najunikátnejšie medzi obojživelníkmi sú možno šípkové žaby, obyvatelia strednej a východnej Európy Južná Amerika. Ich kožné žľazy produkujú silné paralyzujúce jedy, takže dravec, ktorý sa pokúsi uhryznúť takúto žabu a prežije, si nepríjemné chvíle, ktoré zažil, spája s jej žiarivými farbami a v budúcnosti sa podobným usilovne vyhýba. Spomedzi približne stotisíc druhov, ktoré tvoria rad Lepidoptera, čiže motýle, patria medvede nielen medzi najznámejšie, ale aj najkrajšie. Má mimoriadne efektné výstražné sfarbenie – oranžovo-čierne a žlto-čierne so vzormi škvŕn a pásikov. Medvedica je veľmi pekná, ale jedovatá. Špeciálne žľazy produkujú silné toxíny, ktoré sa dostávajú do krvného obehu motýľa. Ostatné žľazy obsahujú tekutinu s nepríjemným varovným zápachom. Tropické pobrežné vody Austrálie, Novej Guiney, Indonézie a Filipín obýva malá (do 20 cm dlhá vrátane chápadiel) chobotnica modrokrúžková. Jasne oranžové okrúhle škvrny sú ohraničené charakteristickými modrými krúžkami. Rovnako ako všetci zástupcovia rodu má aj chobotnica modrokrúžková úžasná schopnosť k regenerácii a po strate jedného alebo viacerých z ôsmich chápadiel v boji môže rýchlo narásť nové. Ako je táto chobotnica krásna, je aj jedovatá. Zvieracie sliny obsahujú silný neurotoxín. Uhryznutie chobotnice s modrým krúžkom je smrteľné. Jed paralyzuje takmer okamžite nervový systém akéhokoľvek živého tvora a neexistuje naň protijed.
mimikry
Účinnosť varovného sfarbenia bola dôvodom veľmi zaujímavého javu – napodobňovania, čiže mimikry. Mimikry je napodobňovanie menej chráneného organizmu jedného druhu viac chráneným organizmom iného druhu. Táto imitácia sa môže prejaviť tvarom tela, sfarbením atď. Pestrenka pokrytá varovnými pruhmi, ale úplne neškodná, získava nektár z kvetu, rovnako ako včely medonosné, ktoré majú hrozivé bodnutie. Mimikry hoverfly sa neobmedzujú len na sfarbenie, ale zahŕňajú aj správanie. Vznášadlá napodobňujú zvuky, ktoré vydávajú včely a osy, a keď sú vyrušené, hrozivo bzučia. To všetko spolu zaručuje imunitu pestrečky. Krásny motýľ Danaid vďačí za svoju nepožívateľnosť tomu, že sa jeho húsenice živia listami jedovatého šalátu, ktorý je nebezpečný pre hospodárske zvieratá a iné stavovce. Okrídlené dravce sa rýchlo naučili nedotýkať sa Danaidov a zároveň ich imitátora, jedného z nymfalidov - len trochu bez chuti. Sklenený motýľ sa prekvapivo podobá na osu. Jeho krídla sú úplne priehľadné, pretože nemá šupiny, ktoré pokrývajú krídla motýľov. Pri lietaní bzučí ako osa a letí rovnako rýchlo a nepokojne ako oni. Imituje farbu zmije, len sa vydáva žlté škvrny na hlave. Jedovaté koralové hady si získali mnohých napodobiteľov. Napríklad Arizona kráľovský had, ktorý nie je jedovatý.
prestrojiť sa
U zvierat, ktoré vedú skrytý, skrytý životný štýl, sú užitočné úpravy, ktoré im dávajú podobnosť s predmetmi v prostredí – maskovanie. Napríklad húsenice motýľa nočného motýľa tvarom tela a farbou pripomínajú vetvičky. Tyčinkový hmyz pripomína malé hnedé alebo zelené vetvičky, niektoré motýle suché listy a pavúky napodobňujú tŕne. Veľkí majstri maskovania vďačia za svoj úspech z veľkej časti svojej schopnosti zmraziť, keď sa chystajú na nich zaútočiť alebo keď sa pripravujú na ukoristenie koristi. Medzi zvieratami sú rozmanité najmä tie, ktoré tak či onak napodobňujú kvety. Napríklad kvetinové kudlanky sú tak podobné jednej alebo druhej časti rastliny, že iný hmyz, oklamaný podobnosťou, spadne priamo na ne a padne do náručia predátora.
Študenti si zapisujú definície a robia závery o relatívnej povahe akejkoľvek úpravy..
K.O.Z. Ako takéto dokonalé úpravy vznikajú?
Kľúč k riešeniu spočíva v zložitom procese prirodzeného výberu. Napríklad vzdialený predok motýľa, ktorý je teraz takmer na nerozoznanie od suchého listu, sa narodil s náhodným súborom génov, ktoré mu dodávali trochu väčšiu podobnosť so suchým listom. Preto bolo pre vtáky o niečo ťažšie odhaliť tohto motýľa medzi suchými listami a v dôsledku toho prežil on a podobné jedince v r. viac. V dôsledku toho zanechali viac potomkov. A znak „suchý list“ bol čoraz jasnejší a rozšírenejší. Akékoľvek príznaky vznikajú v dôsledku mutácií. Môže sa vyskytnúť jedna veľká mutácia, alebo sa môže vyskytnúť obrovské množstvo malých, čo sa stáva oveľa častejšie. Tie, ktoré zvyšujú vitalitu, sa prenášajú na ďalšie generácie, fixujú sa a stávajú sa adaptáciami. Každé zariadenie je vyvinuté na základe dedičná variabilita v procese boja o existenciu a selekciu v rade generácií.
Aké závery možno vyvodiť zo všetkého vyššie uvedeného?
1. Všeobecná adaptabilita organizmov na podmienky prostredia pozostáva z mnohých individuálnych adaptácií veľmi odlišných mier.
2. Všetky adaptácie vznikajú počas evolúcie ako výsledok prirodzeného výberu.
3. Akékoľvek zariadenie je relatívne.
Fitness je teda relatívna uskutočniteľnosť štruktúry a funkcií organizmu, ktorá je výsledkom prirodzeného výberu.
Adaptácie sú vlastnosti a charakteristiky organizmov, ktoré zabezpečujú prispôsobenie sa prostrediu, v ktorom tieto organizmy žijú. Adaptácia sa nazýva aj proces vzniku adaptácií.
Ako všetky tieto úžasné zariadenia vznikli? Je nepravdepodobné, že by jediná mutácia mohla poskytnúť takú presnú zhodu medzi hmyzím krídlom a živým listom alebo medzi muchou a včelou. Je neuveriteľné, že jediná mutácia spôsobí, že sa ochranne sfarbený hmyz schová presne na listoch, na ktoré sa podobá. Je zrejmé, že také úpravy ako ochranné a varovné farby a mimikry vznikli postupným výberom všetkých tých malých odchýlok v tvare tela, v rozložení určitých pigmentov, vo vrodenom správaní, ktoré existovali v populáciách predkov týchto zvierat. Jednou z najdôležitejších charakteristík prírodného výberu je jeho kumulatívnosť – jeho schopnosť akumulovať a posilňovať tieto odchýlky v priebehu série generácií, skladať zmeny v jednotlivých génoch a nimi riadených systémoch organizmov. Kogan V.L. a ďalšie.Biológia. M.., 2008. S.142.
Najzaujímavejší a najťažší problém je počiatočné štádiá výskyt adaptácií. Je jasné, aké výhody dáva takmer dokonalá podobnosť modlivky so suchou vetvičkou. Aké výhody však mohol mať jeho vzdialený predok, ktorý len vetne pripomínal prútik? Sú dravci naozaj takí hlúpi, že sa dajú tak ľahko oklamať? Nie, predátori v žiadnom prípade nie sú hlúpi a prirodzený výber ich z generácie na generáciu „učí“ čoraz lepšie rozpoznávať triky svojej koristi. Ani dokonalá podobnosť modernej modlivky s vetvičkou jej nedáva 100% záruku, že si ju žiadny vták nikdy nevšimne. Jeho šanca uniknúť predátorovi je však vyššia ako u hmyzu s menej dokonalým ochranným sfarbením. Rovnako aj jeho vzdialený predok, ktorý len trochu pripomínal prútik, mal o niečo väčšiu šancu na život ako jeho príbuzný, ktorý na prútik vôbec nevyzeral. Samozrejme, že vták, ktorý sedí vedľa neho, si ho za jasného dňa ľahko všimne. Ale ak je deň hmlistý, ak vták nesedí nablízku, ale preletí okolo a rozhodne sa nestrácať čas tým, čo môže byť modlivkou alebo možno vetvičkou, potom aj minimálna podobnosť zachráni život nositeľa tohto sotva badateľná podobnosť. Jeho potomkovia, ktorí zdedia túto minimálnu podobnosť, budú početnejší. Ich podiel v populácii sa bude zvyšovať. Vtákom to sťaží život. Medzi nimi budú úspešnejší tí, ktorí presnejšie rozpoznajú maskovanú korisť.
Prirodzený výber zachytáva všetky tie drobné zmeny, ktoré zvyšujú podobnosť farby a tvaru so substrátom, podobnosť medzi nimi jedlá forma a ten nepožívateľný vzhľad, ktorý napodobňuje. Malo by sa to vziať do úvahy odlišné typy Predátori používajú rôzne metódy na hľadanie koristi. Niektorí dbajú na tvar, iní na farbu, niektorí majú farebné videnie, iní nie. Prirodzený výber preto automaticky zvyšuje, pokiaľ je to možné, podobnosť medzi imitátorom a modelom a vedie k tým úžasným adaptáciám, ktoré pozorujeme v prírode. Kogan V. L. a kol., Biology. M.., 2008. S.149.
Vznik zložitých adaptácií. Mnohé úpravy pôsobia dojmom dôkladne premyslených a účelovo naplánovaných. Ako mohla taká zložitá štruktúra, akou je ľudské oko, vzniknúť prirodzeným výberom náhodne sa vyskytujúcich mutácií?
Vedci naznačujú, že evolúcia oka začala malými skupinami svetlocitlivých buniek na povrchu tela našich veľmi vzdialených predkov, ktorí žili asi pred 550 miliónmi rokov. Schopnosť rozlišovať medzi svetlom a tmou bola pre nich určite užitočná, čím sa zvýšila ich šanca na život v porovnaní s ich úplne slepými príbuznými. Náhodné zakrivenie „vizuálneho“ povrchu zlepšilo videnie, čo umožnilo určiť smer k zdroju svetla. Objavil sa očný pohár. Novo vznikajúce mutácie by mohli viesť k zúženiu a rozšíreniu otvoru očného pohárika. Zužovaním sa postupne zlepšovalo videnie – svetlo začalo prechádzať cez úzky otvor. Ako môžete vidieť, každý krok zvyšoval kondíciu tých jedincov, ktorí sa zmenili „správnym“ smerom. Svetlocitlivé bunky tvorili sietnicu. Postupom času sa v prednej časti očnej gule vytvorila kryštalická šošovka, ktorá funguje ako šošovka. Zdá sa, že sa javí ako priehľadná dvojvrstvová štruktúra naplnená kvapalinou.
Všetky predpokladané štádiá vývoja ľudského oka nájdeme medzi živými zvieratami. Vývoj oka sledoval rôzne cesty odlišné typy zvierat. Vďaka prirodzenému výberu vznikli mnohé nezávisle rôzne formy oči a ľudské oko je len jedným z nich, a nie tým najdokonalejším
Ak pozorne preskúmame dizajn oka ľudí a iných stavovcov, objavíme množstvo zvláštnych nezrovnalostí. Keď svetlo vstúpi do ľudského oka, prechádza šošovkou a dopadá na svetlocitlivé bunky v sietnici. Svetlo je nútené preraziť hustú sieť kapilár a neurónov, aby dosiahlo vrstvu fotoreceptorov. Nervové zakončenia sa k svetlocitlivým bunkám prekvapivo približujú nie zozadu, ale spredu! Okrem toho sa nervové zakončenia zhromažďujú do zrakového nervu, ktorý sa tiahne od stredu sietnice, čím sa vytvára slepá škvrna. Aby sme kompenzovali zatienenie fotoreceptorov neurónmi a kapilárami a zbavili sa slepého miesta, naše oko sa neustále pohybuje a posiela do mozgu sériu rôznych projekcií toho istého obrazu. Náš mozog produkuje zložité operácie, pridanie týchto obrázkov, odčítanie tieňov a výpočet skutočného obrázka. Kogan V.L. a ďalšie.Biológia. M.., 2008. S.150.
Rastliny a zvieratá sú prispôsobené podmienkam prostredia, v ktorom žijú. Pojem „prispôsobivosť druhu“ zahŕňa nielen vonkajšie charakteristiky, ale aj súlad štruktúry vnútorných orgánov s funkciami, ktoré vykonávajú ( Napríklad, dlhý a zložitý tráviaci trakt prežúvavcov, ktorí sa živia rastlinné potraviny). Korešpondencia fyziologické funkcie organizmov ich životným podmienkam, ich zložitosti a rozmanitosti sú zahrnuté aj do pojmu zdatnosť.
O konzistentnosti činností jednotlivých častí a systémov v rámci samotného tela niet pochýb. Na dlhú dobu Takáto účelnosť stavby slúžila ako argument v prospech božského pôvodu živej prírody. Darwinova evolučná teória to však dokázala vysvetliť z materialistického hľadiska. V súčasnosti slúži evolučný prístup k úvahám o biologických zákonitostiach ako prírodovedný základ na vysvetlenie vhodnosti štruktúry živých organizmov a ich adaptability na životné podmienky.
Adaptívne znaky stavby, farby tela a správania zvierat
Zjednodušený tvar tela- prispôsobenie na prekonanie odporu vzduchu (pre vtáky) a vody (pre vodné živočíchy) pri pohybe v týchto prostrediach. Tento tvar vám umožňuje vyvinúť väčšiu rýchlosť a šetriť energiu.
Ochranné sfarbenie a tvar tela- farba a tvar tela zvieraťa, ktoré prispievajú k zachovaniu jeho života v boji o existenciu. Ochranné sfarbenie a tvar tela sú veľmi rôznorodé a nachádzajú sa medzi mnohými skupinami bezstavovcov a stavovcov. Existujú 3 typy ochranného sfarbenia a tvaru tela: prestrojiť sa , demonštrácie A mimikry .
Maskovanie- zariadenie, v ktorom tvar tela a farba zvieraťa splýva s okolitými predmetmi. Napríklad húsenice niektorých motýľov tvarom tela a farbou pripomínajú vetvičky.
Zvieratá, ktoré žijú v tráve, majú zelenú farbu: jašterice, kobylky, húsenice, obyvatelia púští - žltá alebo hnedá: kobylka púštna, guľatina ušatá, saiga.
Niektoré zvieratá menia farbu počas ontogenézy (mláďatá a dospelé tulene), v rôznych ročných obdobiach ( polárna líška, biely zajac, veverička a veľa ďalších).
Niektoré zvieratá sú schopné meniť farbu v súlade s pozadím, čo sa dosahuje redistribúciou pigmentov v chromatoforoch telesného povlaku ( sépia, platesa, agamy atď.). Maskovacie sfarbenie sa zvyčajne kombinuje s pokojovým držaním tela.
Kamufláž prispieva k úspechu v boji o existenciu.
Rozdeľovacie sfarbenie(rušivé sfarbenie) - sfarbenie s prítomnosťou kontrastných pruhov alebo škvŕn, ktoré rozdeľujú obrys tela do oddelených oblastí, vďaka čomu sa zviera stáva neviditeľným na okolitom pozadí.
Výrazné sfarbenie sa často kombinuje s imitujúcim povrchom a pozadím a nachádza sa u mnohých zvierat: žirafy, zebry, chipmunky, niektoré ryby, obojživelníky, plazy, hmyz - kobylky, veľa motýľov a ich húsenice.
Skryté sfarbenie je založené na efekte protitieňa: najjasnejšie osvetlené oblasti tela sú sfarbené tmavšie ako menej osvetlené: v tomto prípade sa sfarbenie javí ako monotónnejšie a obrysy zvieraťa splývajú s pozadím. Toto sfarbenie (tmavý chrbát - svetlé brucho) je charakteristické pre väčšinu rýb a ostatných obyvateľov vodného stĺpca, mnohé vtáky a niektoré cicavce ( jelene, zajace).
Varovné sfarbenie- druh ochranného sfarbenia a formy, v ktorej majú nejedlé zvieratá jasnú, chytľavú, niekedy pestrú farbu. Tieto zvieratá sú jasne viditeľné v kontrastných farebných kombináciách (čierna, červená, biela; oranžová, biela, čierna atď.). Veľa hmyzu má napríklad varovné farby vojak chyby, lienky, bronzové chrobáky, listové chrobáky, pľuzgieriky, rôzne motýle - mory, medvede atď.
Zo stavovcov je varovné sfarbenie pozorované u rýb, mlokov, kuňiek ohnivých a niektorých vtákov ( drongo), a medzi cicavcami – napríklad v Americký skunk. Viditeľnosť zvierat s výstražným sfarbením je ich výhodou, keďže sú na nerozoznanie a dravce na ne neútočia. Varovné sfarbenie prispieva k prežitiu druhu v boji o existenciu a je výsledkom pôsobenia prirodzeného výberu.
Mimikry(grécky mimikos- napodobovací) - napodobňujúca podobnosť nechráneného organizmu s chráneným alebo nejedlým.
U zvierat mimikry prispievajú k prežitiu v boji o existenciu. Mimikry môžu byť zamerané nielen na pasívnu obranu, ale slúžia aj ako útočná zbraň, ktorá láka korisť.
Demonštratívne správanie- jeden z dorozumievacích prostriedkov u zvierat. Vykonávanie rôznych pohybov tela, napríklad vtákov obdobie párenia navzájom si ukazujú určité oblasti peria jasnými signálnymi farbami, ktoré nesú informácie.
Demonštratívne správanie sa používa na prilákanie partnerov, počas dvorenia, konfliktov so súpermi, pri ochrane hniezd, pri komunikácii s mláďatami, pri obsadzovaní a obrane území a tiež ako prostriedok varovania pred nebezpečenstvom.
Veľký význam pre prežitie organizmov má adaptívne správanie. Sezónne migrácie zvierat sú príkladom adaptívneho správania.
Sezónny moltspojené so sezónnymi zmenami v životných podmienkach zvierat.U zvierat, ktoré nespadajú do hibernácia, každoročne sa pozoruje jesenné a jarné prelínanie.
Pri jesennom línaní je teplovodivá srsť nahradená hustou teplou srsťou. Počas jarného prelínania, súčasne s výmenou kože, mnohé zvieratá zažívajú deskvamáciu hornej časti stratum corneum epidermis.
Skladovanie krmiva pre zvieratá- dôležitý inštinkt, najviac rozvinutý medzi obyvateľmi chladných a miernych zemepisných šírok s prudkými sezónnymi zmenami podmienok kŕmenia. Pozoruje sa u mnohých bezstavovcov, niektorých vtákov a najmä často u cicavcov. Niektoré pavúky, kraby, raky a mnoho hmyzu skladujú potravu z bezstavovcov.
Potravu skladujú iba zimujúce vtáky. Väčšina vtákov využíva rezervy v zime ako doplnkovú potravu.
Z cicavcov ukladajú potravu niektoré dravce, piky a mnohé hlodavce. Zásoby sa využívajú v zime alebo na jar po prebudení zo zimného spánku alebo zimného spánku.
Tchor stepný strčí gopherov do diery, hranostaj- vodné krysy, myši, žaby, lasica- drobné hlodavce. Mnoho pikas pripravuje seno tak, že ho skladuje v stohoch alebo v štrbinách medzi kameňmi. Veverička ukladá huby, orechy a žalude. Chipmunk vtiahne orechy, zrná do svojej diery, drevená myš- semená, bobor riečny- konáre a podzemky, ktoré sa ponoria do vody v blízkosti vchodu do diery.
Vedie k tomu, že na prežitie v prírode sú prispôsobené len tie vonkajších podmienok druhov. Pôsobí nielen na populačnej úrovni, ale aj na úrovni jednotlivcov. Adaptívne správanie a štruktúra živých organizmov je základom adaptačných zmien.
Patronizujúca farba
Zvieratá, ktoré vedú otvorený životný štýl a nevyužívajú prirodzené úkryty, majú maskovaciu farbu kože. Ochranné sfarbenie možno pozorovať u jarabice tundrovej. Neustále jej hrozí, že ju zožerú predátori. V lete majú vtáky hnedú a červenú farbu, čo ich robí neviditeľnými na pozadí kamienkov. V zime sa po línaní mení na bielu. Samce menia farbu na letnú neskôr ako samice, je to potrebné na odvrátenie pozornosti predátorov od samíc liahnucich sa mláďatám.
Väčšina predstaviteľov polárnej fauny má biele plášte: polárna sova, polárna líška, zajac, ľadový medveď atď. Húsenice sú sfarbené do farby lístia alebo konárov, po ktorých sa pohybujú. Bentické organizmy majú hnedastý odtieň, vďaka čomu sú neviditeľné na pozadí spodných sedimentov. Platesy sú schopné prispôsobiť svoju farbu farbe zeme.
K takýmto dynamickým zmenám dochádza v dôsledku redistribúcie kožných pigmentov. Spomedzi suchozemských zvierat je najznámejším maskovacím zvieraťom chameleón.
Na maskovanie slúžia aj pruhy a škvrny nachádzajúce sa na veľkých zvieratách. Napodobňujú tieň a robia obrys zvieraťa viac rozmazaným.
Adaptívny tvar tela
Adaptívne správanie nie je jediný spôsob, ako zvieratá prežiť. Tvar tela je tiež evolučný výdobytok, ktorý pomáha prispôsobiť sa podmienkam okolitého sveta.
Delfín je známy vodný živočích s nezabudnuteľným tvarom tela. Rýchlosť pohybu v vodné prostredie, ktorý je osemstokrát hustejší ako vzduch, dosahuje štyridsať kilometrov za hodinu. Delfínom sa podarilo znížiť odpor prostredia tým, že získali aerodynamický tvar a absenciu uší. Väčšina vodných obyvateľov má podobné úpravy: veľryby, tulene, ryby.
Efektívny tvar tela vtákov znižuje množstvo energie potrebnej na let a umožňuje im dosiahnuť vyššiu rýchlosť. Čo sa týka rýchlosti, nemajú vo svete zvierat páru.
Prispôsobivý tvar tela pomáha zvieratám maskovať sa. Húsenica nočného motýľa sa pohybuje po konároch a vyzerá ako malá vetvička. Niektoré pavúkovce pripomínajú ostnaté časti rastlín a motýle zažltnuté listy.
Spolu s maskovacou farbou sa zvieratá vyznačujú schopnosťou zmrznúť predtým, ako sa ponáhľajú ku koristi alebo v okamihu nebezpečenstva. Zástupcovia fauny, podobne ako kvety, majú najväčšiu rozmanitosť tvarov a farieb. Podobnosť je taká veľká, že nejaký hmyz pristane priamo na nich a pomýli si ich s rastlinou.
Varovná farba kože
Adaptívne vlastnosti štruktúry, farby a správania zvierat sú také rozmanité, že ich klasifikácia by sa mala považovať za podmienenú. Zvieratá často nemajú maskovaciu farbu kože, ale jasnú a nápadnú. Nachádza sa v tvoroch, ktoré môžu štípať, otráviť alebo mať odpornú chuť. Účelom tejto farby je varovať predátora: "Som nebezpečný! Nie som chutný! Nedotýkajte sa ma!"
Lienka je schopná vylučovať tajomstvo, ktoré je pre vtáky nebezpečné a varuje ich jasnou farbou. Jedovaté hady a húsenice majú nápadné farby. Niektoré obojživelníky s jasným vzhľadom sú nemotorné, aktívne počas dňa a neskrývajú sa pred nepriateľmi. Ich príbuzní, naopak, majú ochrannú farbu a pohybujú sa v noci. Jedným z najnebezpečnejších obojživelníkov sú šípkové žaby. Ich kožné sekréty môžu predátora paralyzovať.
Medvedí motýľ sa vyznačuje jasným vzorom na krídlach, ktorý varuje predátorov pred jedovatou povahou svojej potenciálnej koristi. Okrem toxínov obsiahnutých v krvi hmyz vydáva nepríjemný zápach.
Chobotnica modrokrúžkovaná, ktorá žije v tropických vodách, má taký krásny vzhľad a silný jed, že na zabitie obete stačí jedno uhryznutie. Proti tomuto silnému neurotoxínu neexistuje žiadne antidotum.
Mimikry
Varovné sfarbenie sa ukázalo byť natoľko účinné, že to množstvo druhov začalo využívať vo svoj prospech. Živý tvor s vlastným vzhľad napodobňuje jedovatého a nebezpečného zástupcu iného taxónu. Tento jav sa nazýva mimikry.
Vonkajšia podobnosť sa dosahuje nielen farbou, ale aj tvarom tela. Pestrenka má žlté a čierne pruhy, ale je úplne bezbranná, na rozdiel od včely. Hmyz má tiež adaptívne správanie, s ktorým kopíruje činy svojho nebezpečného dvojníka:
- Zbiera nektár z kvetov.
- Pri lietaní vydáva zvuky podobné včelám.
- Pri ohrození bzučí ako včela.
Kombinácia správania a farby je zárukou imunity pestreca.
Adaptívne správanie: Príklady zvierat
Organizmy sa snažia prežiť a dôležitú úlohu v tom zohráva adaptívne správanie. Správanie živých organizmov sa mení v momente nebezpečenstva:
- Husi syčia s natiahnutými krkmi.
- Mačky prehýbajú chrbát a dvíhajú chvosty, pričom ich srsť stojí na konci.
- Vlci sa usmievajú.
- Ropuchy narovnávajú zadné končatiny.
- Skunk najprv dupne a potom so zdvihnutým chvostom vystrekne prúd tekutiny s nepríjemným zápachom.
- Bombardér strieľa jed, ktorý spôsobuje popáleniny. Prúd vytvára vo vzduchu „opar“, ktorý umožňuje hmyzu schovať sa.
Všetky tieto druhy majú svoje vlastné adaptívne vlastnosti štruktúry a správania. Zvieratá to potrebujú na prežitie.
Krmivo na skladovanie
Obrana pred nepriateľmi nie je jediným prejavom adaptívneho správania. Príkladom môže byť tvorba rezervy na potraviny v nepriaznivom období.
Chipmunk si najskôr uprace špajzu: vyberie zvyšky minuloročných zásob a na zem poukladá suché lístie. Ako proviant prináša orechy, huby a semienka, ktoré dáva oddelene od seba a starostlivo triedi. Množstvo skladovaných potravín môže dosiahnuť osem kilogramov.
Iné zvieratá majú tiež znaky adaptívneho správania: veveričky, sojky, myši a dravé zvieratá si vytvárajú zásoby potravy na zimné obdobie. Zimný spánok pomáha ježkom, jazvecom, šelmám a medveďom prežiť nepriaznivé mesiace. Živiny ukladajú sa vo vnútri tela a potom sa používajú s mierou kvôli pomalému metabolizmu.
Koncom jesene medveďovi narastú dlhé husté chlpy a miesto na prezimovanie si nájde v hlbokom lese. Svoj záhon vystýla opadaným lístím a machom. V tomto čase už majiteľ tajgy vytvoril dostatočnú vrstvu podkožného tuku. Medveďa časom sneh zmetie a vytvorí sa brloh, ktorý vyzerá ako obrovská snehová záveja. Počas zimy spiace zviera postupne spotrebováva uložené látky. Telesná teplota klesá na tridsať stupňov.
Starostlivosť o potomstvo
Adaptácia na ochranu mladšej generácie má veľký význam pre zachovanie druhu. Ryby odháňajú predátorov z neresísk alebo ich nosia v tlame. Samce lipkavcov vytvárajú akési hniezdo pre vajíčka. Má dva otvory pre prístup kyslíka.
U niektorých druhov žiab dochádza k vývoju vajíčok v plodovom vaku. Vtáky si stavajú hniezda, kladú vajíčka a liahnu mláďatá. Po vyliahnutí sa im poskytuje potrava a ochrana, čo je adaptačný znak správania zvierat.
Cicavce nielen kŕmia a chránia svoje mláďatá, ale tiež im odovzdávajú zručnosti pri získavaní potravy.
Fyziologické adaptácie
V procese prežitia nie sú žiadne maličkosti. Pre zviera sú dôležité nielen vonkajšie znaky a správanie, ale aj prispôsobenie na fyziologickej úrovni. Bez nej je ohrozená stabilita metabolických procesov v tele na pozadí meniacich sa vonkajších podmienok.
Nahromadený podkožný tuk pomáha živým organizmom v púštnych podmienkach prežiť dlhú dobu bez vlhkosti. Získava sa jeho oxidáciou. Zároveň je minimalizovaná strata vody odparovaním.
Tulene sú schopné potápať sa do veľkých hĺbok, dosahujúcich 600 m. Zadržia dych až na jednu hodinu. Je to možné vďaka myoglobínu, ktorý sa nachádza vo svalovom tkanive. Tento pigment je schopný viazať kyslík rádovo viac ako hemoglobín. Videnie sov je prispôsobené nedostatku svetla v noci. Netopiere si cestujú v tme pomocou echolokácie.
Zástupcovia flóry sú tiež nútení prispôsobiť sa vonkajším podmienkam. Listy kaktusov sa postupne menili na tŕne, aby sa zmenšila oblasť transpirácie. Dužinatá stonka slúži ako rezervoár vlhkosti.
Obrovské listy lekien naopak prispievajú k vysokej rýchlosti transpirácie v podmienkach vysokej vlhkosti vzduchu. Vegetácia tundry má svoje vlastné úpravy: nízky rast, malé listy, plytký koreňový systém, rýchly vývoj počas vegetačného obdobia.
Relativita svietidiel
Dokonalosť adaptácií bola vybrúsená stáročným kurzom prirodzeného výberu, no žiadna z nich nie je ideálna vo všetkých ohľadoch. Každé zariadenie pomáha živému organizmu len za určitých podmienok. Ak sa zmenia, potom sa vlastnosť stáva pre jednotlivca neutrálnou alebo dokonca nebezpečnou.
Biela jarabica sa pozná podľa tieňa vrhaného na sneh za jasného dňa. Zajac po jesenný molt sa stáva viditeľným na pozadí tmavých stromov. Na vzlietnutie musí swift odraziť od okraja povrchu. Krátke nohy a dlhé krídla im bránia naberať výšku z rovného terénu.
Škrupina chráni korytnačky pred nepriateľmi, ale dravé vtáky sa naučili zhadzovať plazy z veľkých výšok, aby ju rozbili. Rezáky hlodavcov rastú bez zastavenia, čo je nevyhnutné na kŕmenie pevnou potravou. Ak ich strava pozostáva len z mäkkého jedla, potom im zarastené zuby nedovolia jesť.