След като сте работили по тези теми, трябва да можете да:
- Формулирайте със свои думи определенията: еволюция, естествен подбор, борба за съществуване, адаптация, рудимент, атавизъм, идиоадаптация, биологичен прогрес и регресия.
- Опишете накратко как дадена адаптация се запазва чрез селекция. Каква роля играят гените в това, генетична променливост, честота на гените, естествен подбор.
- Обяснете защо селекцията не създава популация от идентични, перфектно адаптирани организми.
- Формулирайте какво е генетичен дрейф; дайте пример за ситуация, в която той играе важна роля, и обяснете защо ролята му е особено важна при малки популации.
- Опишете два начина, по които възникват видовете.
- Сравнете естествения и изкуствения подбор.
- Накратко избройте ароморфозите в еволюцията на растенията и гръбначните животни, идиоадаптациите в еволюцията на птиците и бозайниците, покритосеменните.
- Назовете биологичните и социалните фактори на антропогенезата.
- Сравнете ефективността на консумацията на растителна и животинска храна.
- Опишете накратко характеристиките на най-древния, древен, изкопаем човек, съвременен човек.
- Посочете характеристиките на развитието и приликите на човешките раси.
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. „Обща биология”. Москва, "Просвещение", 2000 г
- Тема 14.“ Еволюционна доктрина." §38, §41-43 стр. 105-108, стр. 115-122
- Тема 15. "Адаптивност на организмите. Видообразуване." §44-48 стр. 123-131
- Тема 16. „Доказателства за еволюция. Развитие органичен свят." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
- Тема 17. "Произходът на човека." §49-59 стр. 160-172
Вижте фигури 158-163. Какви са приспособленията на изобразените на картините организми към условията на живот? Помислете дали организмите ще запазят тези адаптации, ако условията им на живот се променят.
Всички организми имат различни адаптации към условията на живот. Тези адаптации се развиват в процеса на еволюцията на два етапа. Първоначално в организмите се появяват нови характеристики поради мутационна и комбинирана изменчивост. След това тези черти се тестват чрез естествен подбор за тяхната пригодност към условията на околната среда.
Примери за адаптации на организми.Примерите за приспособяване на организмите към условията на живот са толкова много, че е почти невъзможно да се опишат всички. Нека дадем само няколко примера.
ориз. 158. Защитно оцветяване при животните: 1 - плътно оцветяване на зимното оперение на тундровата яребица; 2 - разчленяващо оцветяване при аксис елен
Морфологичните адаптации включват, открити в различни организми, различни видове защитно, предупредително оцветяване, камуфлаж и средства за пасивна защита.
Защитно оцветяване се развива при индивиди, живеещи на открито, което ги прави по-малко забележими на околния фон. Този цвят е плътен ( бялооперение на тундровата яребица през зимата), ако заобикалящият фон е равномерен или дизюнктивен (светли и тъмни точки върху кожата на аксис елен), ако петна от светлина и сянка се редуват на околния фон (фиг. 158). Ефектът на защитното оцветяване се засилва от съответното поведение на животното. В момент на опасност те се крият, което ги прави още по-малко забележими на околния фон.
Предупредителното оцветяване се развива при индивиди, които имат химически средства за защита срещу врагове. Те включват например жилещи или отровни насекоми, негодни за консумация или горящи растения. В процеса на еволюция те се развиват не само отровни химикали, но също и ярки, обикновено червено-черни или жълто-черни на цвят (фиг. 159). Някои животни с предупредителна окраска в момент на опасност показват ярки петна на хищника и заемат заплашителна поза, което обърква врага.
ориз. 159. Предупредително оцветяване при жабите
Камуфлажът е защита, която се обслужва не само от оцветяването, но и от формата на тялото. Има два вида камуфлаж. Първият е, че камуфлажният организъм по външния си вид прилича на някакъв предмет - лист, клонка, камък и др. Този вид камуфлаж е широко разпространен при насекомите: пръчици, дървеници и гъсеници на молци (фиг. 160).
ориз. 160. Камуфлаж на листни буболечки
Вторият тип камуфлаж се основава на имитативното сходство на незащитените организми със защитените. Така безвредните стъклени пеперуди с цвета на корема си приличат на жилещи насекоми - оси, поради което насекомоядните птици не ги докосват (фиг. 161).
ориз. 161. Камуфлаж на стъклената пеперуда
Средствата за пасивна защита увеличават вероятността за запазване на организма в борбата за съществуване. Например черупките на костенурките, черупките на мекотелите и иглите на таралежа ги предпазват от атаки на врагове. Тръните по стъблата на розите и тръните на кактусите пречат на тревопасните бозайници да ядат тези растения (фиг. 162).
ориз. 162. Средства за пасивна защита при кактуса опунция
Физиологичните адаптации осигуряват устойчивост на организмите към промени в температурата, влажността, светлината и други условия на неживата природа.
Така, когато температурата на околната среда спадне при земноводните и влечугите, нивото на метаболизма в тялото намалява и започва зимният сън. При птиците и бозайниците, напротив, когато температурата на околната среда спадне, метаболизмът в тялото се увеличава, което увеличава производството на топлина. Дебелите пера, козината и образуващият се подкожен слой мазнини пречат на тялото да губи топлина (фиг. 163).
ориз. 163. Зимната козина на катерицата е с гъст подкосъм
Поведенческите адаптации се срещат само при животни със силно развито нервна система. Те представляват различни формиповедение, насочено към оцеляването както на индивидите, така и на вида като цяло.
Всички поведенчески адаптации могат да бъдат разделени на вродени и придобити. Вродените включват например поведение при чифтосване, защита и хранене на потомството, избягване на хищници и миграция. Така, когато лъвицата оближе малките си, тя запомня миризмата им. Същият процес събужда в нея нуждата да защити лъвчетата от врагове (фиг. 164, 1).
ориз. 164. Поведенчески адаптации на организмите: 1 - лъвица, облизваща лъвчета; 2 - японски макаци, които се пекат в горещ извор; 3 - водолюбиви птици, зимуващи на незамръзнал резервоар в града
Придобитите поведенчески адаптации също играят важна роля в живота на животните. Например, най-северният вид маймуни, японският макак, открит в северна Япония, премина към снежно-воден начин на живот (фиг. 164, 2). През зимата, когато настъпят силни студове, тези маймуни се спускат от планините до горещи извори, където се наслаждават на топла вода. друг ясен пример. В големите градове на централна Русия поведението на мигриращите птици се е променило. Така някои водолюбиви птици са спрели да летят в по-топлите райони за зимата. Те се събират в големи ята на незамръзващи водоеми, където винаги има необходимата храна (фиг. 164, 3).
Относителна осъществимост на устройствата.Всички адаптации в организмите се развиват в специфичните условия на тяхната среда. Ако условията на околната среда се променят, адаптациите могат да загубят своето положително значение, с други думи, те имат относителна целесъобразност.
Има много доказателства за относителната целесъобразност на адаптациите: защитата на тялото срещу някои врагове е неефективна срещу други; поведението на тялото може да стане безсмислено; Орган, който е полезен при едни условия, се оказва безполезен при други. Например, копривар, благодарение на родителския си инстинкт, храни кукувица, излюпена от яйце, хвърлено в гнездото от кукувицата (фиг. 165).
ориз. 165. Относителна целесъобразност на адаптациите на организми - коприварка, кукувица кърмачка
И така, основният резултат от действието на движещите сили на еволюцията е появата на нови адаптации в организмите и подобряването на съществуващите. Тъй като условията на съществуване на организмите се променят, в природата няма абсолютни адаптации и процесът на тяхното появяване е безкраен. При индивидите от един и същи вид разликите в наличните адаптации са незначителни. Консолидирането на тези различия в условията на изолация води до появата на нови видове, т.е. към видообразуване.
Упражнения по преминатия материал
- Как индивидите се адаптират към околната среда?
- Каква е относителната целесъобразност на устройствата? Илюстрирайте отговора си с примери.
- Могат ли организмите в хода на дълга еволюция да развият абсолютни, т.е. съвършени адаптации? Обосновете отговора си.
Въпрос 1. Дайте примери за адаптирането на организмите към условията на живот въз основа на вашите собствени наблюдения.
По време на еволюцията организмите придобиват различни свойства, които им позволяват по-успешно да се адаптират към условията на живот. Например, козината на северните животни (арктически лисици, мечки) е бяла, което ги прави почти невидими на фона на снега. Насекомите, които се хранят с цветен нектар, имат идеална за това структура и дължина на хоботчето. Тюленовите плавници, модифицирани от лапите на техните сухоземни предци, са идеално приспособени за движение във водата. Жирафите живеят в саваната и се хранят с листа от дървета голяма надморска височина, в което им помага дългият врат.
Има много такива примери, тъй като всяко живо същество има голям брой характеристики, придобити в процеса на адаптиране към специфични условия на живот.
Въпрос 2. Защо някои животни имат ярки, демаскиращи цветове, докато други, напротив, имат защитни цветове?
Два вида оцветяване съответстват на два варианта на поведенческа стратегия. В един от тях животното се опитва да остане незабелязано, опитвайки се да избегне среща с хищник или да се промъкне към плячката. За тази цел се използва защитно оцветяване, което му позволява да се слее с фона. От друга страна, животните, които са опасни или отровни, често подчертават това. Те използват ярки, демаскиращи цветове, които предупреждават: „не ме изяж“. В допълнение към отровните организми, тази стратегия се използва от безобидни видове, които ги имитират. Организмите могат да имат демаскиращи цветове по съвсем друга причина - във връзка с желанието да привлекат партньор за размножаване (ярките цветове на много мъжки птици, риби, влечуги, пеперуди и др.). В този случай задачата за размножаване влиза в противоречие с инстинкта за самосъхранение, но се оказва по-значима за организма.
Въпрос 3. Каква е същността на мимикрията? Сравнете мимикрия и камуфлаж. Какви са основните им различия? По какво си приличат?
Същността на мимикрията (от гръцки mimikos - подражаващ) е, че безвредните животни в процеса на еволюция придобиват прилика с опасни (отровни) видове. Това им позволява да избягват атаки от хищници. Пример за това са някои неотровни змии: има вид змия, който е подобен по цвят на смъртоносната гадюка и се различава от него само по редуването на ивици. В допълнение към оцветяването, имитиращите животни имат характерно поведение: мухите се държат като оси, имитиращи агресия.
Въпрос 4. Прилага ли се естественият подбор към поведението на животните? Дайте примери.
Естественият подбор влияе не само върху външните характеристики на организма, но и върху неговото поведение. Това се отнася преди всичко за вродените (инстинктивни) форми на поведение. Такива форми са много разнообразни: методи за получаване на храна, прояви на страх и агресия, сексуално поведение, родителско поведение и др. Паяк плете мрежа, пчела изгражда пчелна пита, котка заема заплашителна поза в момент на опасност, бурундуци съхраняват провизии и зимуват за зимата и т.н. Брачните ритуали са много сложни, стриктното спазване на които е един от начините животните да предотвратят междувидово кръстосване.
Въпрос 5. Какви са биологичните механизми за възникване на адаптивно (скриващо и предупредително) оцветяване при животните?
Биологичният механизъм, който осигурява появата на адаптивно оцветяване, е естественият подбор. В процеса на еволюция, в популация, която поради разнообразието на генофонда се отличаваше с много широка гама от цветове, онези индивиди, които бяха по-малко забележими на фона, преобладаващо оцеляха и оставиха потомство. среда. В резултат на това делът на съответните генотипове постоянно се увеличава. Впоследствие този фенотип и следователно генотипът се фиксира в популацията с помощта на стабилизираща селекция. В случай на предупредително оцветяване се случиха подобни процеси. Например птиците първоначално по-лесно намират и ядат ярко оцветени насекоми. Ако тези насекоми се окажат отровни, тогава птиците бързо се научават да не ги докосват и предпочитат по-скромно оцветена плячка. Така индивиди с ярки цветове, които лесно се определят като отровни, се запазват и оставят потомство. С течение на времето тази черта се фиксира в популацията.
Въпрос 6. Има ли живи организми, които нямат адаптивни структурни характеристики? Обосновете отговора си.
Адаптацията е съвкупност от структурни характеристики, физиология и поведение на живите организми към специфични условия, при които те могат нормално да съществуват и да оставят потомство.
Появата на адаптация към околната среда е основният резултат от еволюцията. Следователно еволюцията може да се разглежда като процес на възникване на адаптации или адаптации.
Организмите, които не успяха да се адаптират към околната среда, изчезнаха.
Приспособимостта на организмите към околната среда е неразривно свързана с тяхната жизненост, способност за конкуренция (конкурентоспособност) И оставяйки нормално потомство.
Жизнеспособност
животни
растения
Оцветяване на тялото на пеперудите
Котката и нейните диви роднини (тигър, леопард) ловуват от засада, прикривайки плячката си. Всички котки се грижат за себе си и ближат козината си, за да няма миризма. В крайна сметка жертвите не трябва да миришат на хищника. Котката най-често ловува на тъмно, защото, криейки се, по това време става по-невидима. Следователно всички котки виждат добре на тъмно. Котката е самотно животно, тя „ходи сама“; Ето защо тези животни са трудни за обучение.
Кучето е съвсем различен въпрос. Кучешки роднини (вълци, чакали) ловуват предимно в глутници, така че са много общителни и лесно свикват да се подчиняват на водача си. Кучето може да бъде обучено и става много послушно. Кучетата се облизват много рядко и миришат на кучета - в крайна сметка тези животни не седят в засада. За да намерят плячка, кучето и неговите роднини използват остро обоняние. Кучетата имат отлично проследяване; тези животни могат да следват миризмата дълго време.
Много птици са усвоили земно-въздушния хабитат. Адаптирането на птиците към полета стана възможно поради много промени в външен види вътрешна структура.
Основните признаци на адаптация на птиците към полет
- Двойно дишане.
- Летателните мускули съдържат големи количества миоглобин.
- Капак от пера.
- Лек скелет.
- Кръвоносната система е развита.
- Бърз метаболизъм.
- Модификация на предните крайници в крилата.
- Обтекаема форма на тялото.
- Има специална кост - кила.
- Топлокръвен.
- Един яйчник.
- Намален брой кости.
- Малкият мозък е увеличен.
- Добре развита нервна система.
Как птиците са приспособени за полет?
Белите дробове на птиците нямат способността да се разширяват или свиват, както при хората. Въздушните торбички вършат цялата тази работа. При вдишване и издишване свеж въздух се движи през белите дробове на птицата, която се съхранява в торбички. Поради тази причина дишането при птиците се нарича „двойно дишане“. За да съхраняват достатъчно кислород, летящите мускули на птиците съдържат много миоглобин.
Вътрешна структура на диаграма на птица
Птиците трябва да ядат много, за да получат много енергия. Имат много добре развито кръвообращение и дихателна система. Средното налягане на птиците е около 130 mm Hg. чл., докато при бозайниците е само 95 mm Hg. Чл.
Птиците имат много бърз метаболизъм, телесната им температура достига от 40 до 42 градуса. Високата телесна температура значително засяга всички жизненоважни процеси, а свиването на мускулите става многократно по-бързо.
До голяма степен големите мускули, които движат крайниците, са разположени по тялото и сухожилията вече отиват към тях.
Птиците дъвчат храната си в стомаха, така че всички дъвкателни процеси се намират вътре в тялото, което подобрява тяхната аеродинамика.
Птиците имат пера, които не се нуждаят от кръвоносни съдове; те са твърде леки и меки. Също така, в допълнение към всичко това, птиците имат лек скелет, който е пълен с въздух. И за по-добра координация на движенията малкият мозък беше увеличен.
Адаптиране на птиците към околната среда
В зависимост от местообитанието външната структура на птиците е силно модифицирана. Например кълвачът има клюн, който прилича на длето. Той го използва за извличане на насекоми и ларви от кората на дърветата. Освен това той има прекалено дълъг, лепкав език и остри нокти, които му позволяват да изпълнява всички необходими задачи, за да продължи да живее.
Птиците, които живеят във водни тела, също имат някои промени. Те имат къси долни крайници с мембрани и непрекъснато покритие от пера. Птиците, които живеят в пустини и степи, имат защитно оцветяване на перата, имат отлично зрение и силни крака.
Щраусоподобните птици обитават Африка. Те не могат да летят, тъй като птиците имат недоразвити крила, но краката им са добре развити. Птиците развиват скорост до 70 км/ч, теглото им е 50-90 кг, а височината им е около 2,5-2,7 метра. Животните, подобни на щрауси, живеят в савани, пустини и степи.
- Статия по темата -
Хищните птици имат голям, извит клюн, който използват, за да разкъсат плячката на малки парченца. Имайки мощни остри нокти, те се придържат към плячка, след което им нанасят смъртоносни рани или носят храна в гнездото си. Хищниците могат да се реят във въздуха дълго време, имат отлично остро зрение и отличен слух.