Шпаргалка: Приспособленность организмов и образование новых видов. Приспособленность организмов – результат действия факторов эволюции

06.11.2019 | Техника

Одним из результатов ,но не , являющегося естественной направляющей движущей силой процесса , можно назвать развитие у всех живых организмов – приспособлений к среде обитания . Ч. Дарвин подчеркивал, что все приспособления, сколько бы совершенными они не были, носят относительный характер. Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям среды. Многообразие конкретных приспособлений можно разделить на несколько групп, которые являются формами приспособленности организмов окружающей среде.

Некоторые формы приспособленности у животных:

Покровительственная окраска и форма тела (маскировка) . Например: кузнечик, белая сова, камбала, осьминог, насекомое палочник.

Предостерегающая окраска . Например: осы, шмели, божья коровка, гремучие змеи.
Отпугивающее поведение . Например: жук-бомбардир, скунс или американская вонючка.

Мимикрия (внешнее сходство незащищенных животных с защищенными). Например: муха журчалка похожа на пчелу, безобидные тропические ужи похожи на ядовитых змей.
Некоторые формы приспособленности у растений:

Приспособления к повышенной сухости . Например: опушенность , накопление влаги в стебле (кактус, баобаб), превращение листьев в иголки.
Приспособления к повышенной влажности . Например: большая поверхность листа, много устьиц, повышенная интенсивность испарения.
Приспособленность к опылению насекомыми . Например: яркая, привлекающая окраска цветка, наличие нектара, запах, форма цветка.
Приспособления к опылению ветром . Например: вынесение тычинок с пыльниками далеко за пределы цветка, мелкая, легкая пыльца, пестик сильно опушен, лепестки и чашелистики не развиты, не мешают обдуванию других частей цветка ветром.
Приспособленность организмов – относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных в данных условиях существования особей. Так, покровительственная окраска зайца-русака летом делает его незаметным, но неожиданно выпавший снег эту же покровительственную окраску зайца делает нецелесообразной, так как он становится хорошо заметен для хищников. Ветроопыляемые растения в дождливую погоду остаются не опыленными.

Растения и животные удивительно приспособлены к условиям среды, в которых они обитают. В понятие «приспособленность вида» входят не только внешние признаки, но и соответствие строения внутренних органов выполняемым ими функциям (например, длинный и сложно устроенный пищеварительный тракт жвачных животных, питающихся растительной пищей). Соответствие физиологических функций организма условиям его обитания, их сложность и разнообразие также входит в понятие приспособленности.

Для выживания организмов в борьбе за существование большое значение имеет приспособительное поведение. Помимо затаивания или демонстративного, отпугивающего поведения при приближении врага существует много других вариантов приспособительного поведения, обеспечивающего выживаемость взрослых особей или молоди. Так, многие животные запасают корм на неблагоприятный сезон года. В пустыне для многих видов время наибольшей активности – ночь, когда спадает зной.

Разделы: Биология

Цели урока:

повторение и закрепление знаний о движущих силах эволюции;
сформировать понятие приспособленности организмов к среде обитания, знание о механизмах возникновения приспособленности как результата эволюции;
продолжить развитие умений использовать знания теоретических закономерностей для объяснения явлений, наблюдаемых в живой природе;
сформировать конкретные знания о приспособительных особенностях строения, окраски тела и поведения животных.

Оборудование:

Таблица “Приспособленность и ее относительный характер”, фотографии, рисунки, коллекции организмов растений и животных, карточки для выполнения тестов, презентация.

1. Повторение изученного материала:

В форме фронтальной беседы предлагается ответить на вопросы.

а) Назовите единственную направляющую движущую силу эволюции.
б) Что является поставщиком материала для отбора в популяции?
в) Известно, что наследственная изменчивость, поставляющая материал для отбора, случайна и не направлена. Каким образом естественный отбор приобретает направленный характер?
г) Дайте объяснение с эволюционных позиций следующему выражению: “Отбору подвергаются не отдельные гены, а целостные фенотипы. Фенотип выступает не только объектом отбора, но и выполняет роль передатчика наследственной информации в поколениях”.

По мере постановки вопроса его текст выводится на экран (используется презентация)

2. Учитель подводит беседу к формулировке темы урока.

В природе существует несоответствие между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью ресурсов. Это является причиной…? борьбы за существование, в результате которой выживают особи наиболее приспособленные к условиям окружающей среды. (Вывод схемы на экран, учащиеся записывают в тетрадь)

Итак, одним из результатов естественного отбора можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций – приспособлений к среде обитания, т.е. приспособленность – результат действия естественного отбора в данных условиях существования.

(Сообщение темы урока, запись в тетради)

Подумайте и попытайтесь сформулировать в чем заключается сущность приспособленности к условиям среды обитания? (Вместе с учащимися учитель дает определение приспособленности, которое записывается в тетрадь, вывод на экран слайда)

Приспособленность организмов или адаптации – совокупность тех особенностей их строения, физиологических процессов и поведения, которые обеспечивают для данного вида возможность специфического образа жизни в определенных условиях окружающей среды.

Как вы считаете, какое значение приспособленность имеет для организмов?

Значение: приспособленность к условиям среды повышает шансы организмов на выживание и оставление большого числа потомства. (Запись в тетради, вывод на экран слайда)

Возникает вопрос, как образуются приспособления? Попробуем объяснить образование хобота у слона с точки зрения К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ч.Дарвина.

(На экране фотография слона и формулировка поставленного вопроса)

Предположительные ответы учащихся:

По Линнею: приспособленность организмов – проявление изначальной целесообразности. Движущей силой является Бог. Пример: слонов, как и всех животных создал Бог. Поэтому все слоны с момента возникновения обладают длинным хоботом.

По Ламарку: идея о врожденной способности организмов изменяться под воздействием внешней среды. Движущей силой эволюции является стремление организмов к совершенству. Пример: слоны при добывании пищи вынуждены были постоянно вытягивать свою верхнюю губу, чтобы достать пищу (упражнение). Этот признак передается по наследству. Так возник длинный хобот слонов.

По Дарвину: среди множества слонов были животные с хоботами разной длины. Те из них, у кого хобот был немного длиннее, более успешно добывали себе пищу и выживали. Этот признак передавался по наследству. Так, постепенно, возник длинный хобот слонов.

Какое объяснение более реально? Попробуем описать механизм возникновения приспособлений. (На экране схема)

3. Многообразие адаптаций.

На столах учащихся рисунки, коллекции, иллюстрирующие различные приспособления организмов к окружающей среде. Работа парами или группами. Ученики описывают адаптации, называют их сами или с помощью учителя. На экране данные приспособления появляются по ходу беседы.

1. Морфологические адаптации (изменения строения тела).

обтекаемая форма тела у рыб и птиц
перепонки между пальцами у водоплавающих животных
густой шерстный покров у северных млекопитающих
плоское тело у придонных рыб
стелящаяся и подушкообразная форма у растений в северных широтах и высокогорных районах

2. Маскировка: форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами (слайд).

(Морской конек, палочники, гусеницы некоторых бабочек).

3. Покровительственная окраска:

развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов (яйца у открыто гнездящихся птиц, кузнечик, камбала). Если фон среды не является постоянным в зависимости от сезона года – животные меняют свою окраску (заяц беляк, русак).

4. Предостерегающая окраска:

Очень яркая, характерна для ядовитых и жалящих форм (осы, шмели, божья коровка, гремучие змеи). Часто сочетается с демонстративным отпугивающим поведением.

5. Мимикрия:

сходство в окраске, форме тела незащищенных организмов с защищенными (муха-журчалка и пчела, тропические ужи и ядовитые змеи; цветки львиного зева похожи на шмелей – насекомые пытаются завязать брачные отношения, что способствует опылению; яйца, откладываемые кукушкой). Подражатели никогда не превосходят численностью вид-оригинал. Иначе предупреждающая окраска потеряет смысл.

6. Физиологические адаптации:

приспособленность процессов жизнедеятельности к условиям обитания.

накопление жира пустынными животными перед наступлением засушливого сезона (верблюд)
железы, избавляющие от избытка солей у рептилий и птиц, обитающих у моря
сохранение воды у кактусов
быстрый метаморфоз у пустынных амфибий
теплолокация, эхолокация
состояние частичного или полного анабиоза

7. Поведенческие адаптации:

изменения поведения в тех или иных условиях

забота о потомстве улучшает выживание молодых животных, повышает устойчивость их популяций
образование отдельных пар в брачный период, а зимой объединение в стаи. Что облегчает пропитание и защиту (волки, многие птицы)
отпугивающее поведение (жук-бомбардир, скунс)
замирание, имитация ранения или смерти (опоссумы, земноводные, птицы)
предусмотрительное поведение: спячка, запасание корма

8. Биохимические адаптации:

связаны с образованием в организме определенных веществ, облегчающих защиту отврагов или нападение на других животных

яды змей, скорпионов
антибиотики грибов и бактерий
кристаллы щавелевокислого калия в листьях или колючках растений (кактус, крапива)
особая структура белков и липидов у термофильных (устойчивых к высоким температурам)

и психрофильных (холодолюбивых), позволяющая организмам существовать в горячиз источниках, вулканических почвах, условиях вечной мерзлоты.

Относительный характер приспособлений.

Предлагается обратить внимание на таблицу: заяц. Незаметный для хищников на снегу, хорошо заметен на фоне стволов деревьев. Вместе с учащимися приводятся другие примеры: ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, но и летят на огонь, хотя и гибнут при этом; ядовитых змей поедают мангусты, ежи; если кактус обильно поливать – он погибнет.

Какой вывод можно сделать?

Вывод: любое приспособление целесообразно только в условиях, в которых оно сформировалось. При изменении этих условий адаптации теряют свою ценность или даже приносят вред организму. Следовательно – приспособленность носит относительный характер.

При изучении темы мы опирались на учение Ч. Дарвина о естественном отборе. Оно объяснило механизм возникновения приспособленности организмов к условиям обитания и доказало, что приспособленность всегда носит относительный характер.

4. Закрепление знаний.

на столах учащихся листы с тестами и карточки для ответов.

1 вариант.

1. Явление, которое служит примером маскировочной окраски:

а) окраска пятнистого оленя и тигра;
б) пятна на крыльях некоторых бабочек, похожие на глаза позвоночных животных;
в) сходство окраски крыльев бабочки пиериды с окраской крыльев несъедобной бабочки геликониды;
г) окраска божьих коровок и колорадского жука.

2. Как современная наука объясняет формирование органической целесообразности:

а) является результатом активного стремления организмов приспособиться к конкретным условиям среды;
б) является результатом естественного отбора особей, оказавшихся более приспособленными, чем другие, к условиям среды благодаря наличию у них случайно возникших наследственных изменений;
в) является результатом непосредственного влияния внешних условий на развитие у организмов соответствующих признаков;
г) она была изначально предопределена в момент создания творцом основных видов живых существ.

3. Явление. Примером которого служит сходство мухи-львинки и ос по окраске брюшка и форме усиков:

а) предостерегающая окраска;
б) мимикрия;
в) приспособительная окраска;
г) маскировка.

4. Пример покровительственной окраски:

5. Пример предостерегающей окраски:

а) ярко-красная окраска цветка у розы;

г) сходство в окраске и форме тела.

2 вариант.

1. Главный эффект естественного отбора:

а) повышение частоты генов в популяции, обеспечивающих размножение в поколениях;
б) повышение частоты генов в популяции, обеспечивающих широкую изменчивость организмов;
в) появление в популяции генов, обеспечивающих сохранение признаков вида у организмов;
г) появление в популяции генов, обусловливающих приспособление организмов к условиям обитания;

2. Пример покровительственной окраски:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;
б) зеленая окраска листьев у большинства 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 певчего кузнечика;
б) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;
в) ярко-красная окраска у божьей коровки;

4. Пример предостерегающей окраски:

а) ярко-красная окраска у цветка розы;
б) ярко-красная окраска у божьей коровки;
в) сходство в окраске у мухи-журчалки и осы;
г) сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком.

5. Пример мимикрии:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;
б) ярко-красная окраска у божьей коровки;
в) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;
г) сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком.

Карточка для ответов:

1 2 3 4 5
а
б
в
г

Домашнее задание:

параграф 47;
заполнить таблицу по параграфу 47:

Каждый организм удивительно приспособлен к определенным условиям обитания. Эта приспособленность проявляется в особенностях внешнего и внутреннего строения, в поведении, в размножении и заботе о потомстве.

Во внешнем строении ярким примерами приспособленности являются форма тела и особые средства защиты . Например, обтекаемая форма тела рыб и птиц, причудливая форма животных, затаивающихся при поджидании добычи или скрывающихся от врагов (морской конек-тряпичник, рыба-клоун). Колючки ежа и дикобраза защищают этих животных от врагов.

Яркими примерами приспособленности являются защитные окраски животных: покровительственные , предупреждающие , мимикрия (рис. 346). Покровительственная окраска у зеленого кузнечика, богомола, птиц, высиживающих яйца на земле. Предупреждающие окраски у ядовитых или жалящих животных. Например, осы, шмели, божьи коровки несъедобны и своей яркой окраской как бы предупреждают об опасности. Мимикрия - сходство с несъедобными предметами или ядовитыми животными, имеющими предостерегающую окраску. Например, бабочка-стеклянница очень похожа на осу, муха-пчеловидка - на пчелу, муха-шмелевидка - на шмеля, палочник - на веточку.

Кроме формы тела и окраски, большое значение имеет и приспособительное поведение животных. Например, многие грызуны запасают корм на зиму, некоторые животные затаиваются во время опасности, для многих характерно отпугивающее поведение.

Приспособленность проявляется и в особенностях размножения и заботы о потомстве . Многие рыбы охраняют свою икру (самец трехиглой колюшки даже строит гнездо, плавниками прогоняет воду над отложенной икрой, «пасет» первое время личинок), некоторые вынашивают икру во рту (тиляпия). Если забота о потомстве выражена слабо, то в этом случае у животных очень высокая плодовитость, как это наблюдается у беспозвоночных и низших позвоночных животных, то есть выполняются правила - «чем меньше - тем больше, чем больше - тем меньше » - чем меньше потомства, тем больше забота о нем и наоборот.

Но любая приспособленность относительна : она целесообразна только в конкретных условиях, при их изменении приспособления оказываются бесполезными для организма. Например, иголки спасают ежа на суше, в воде еж разворачивается, становится беззащитным перед лисой.

Таким образом, теория Ч.Дарвина дала ответы на главные вопросы биологической науки: как возникло многообразие и удивительная приспособленность видов. Материал для отбора дает наследственная, мутационная изменчивость, в результате полового размножения (комбинативной изменчивости) эти мутации распространяются и попадают под контроль естественного отбора. В результате отбора из множества разнообразных, ненаправленных мутаций преимущественно выживают особи с полезными для данных условий мутациями. В результате дивергенции, расхождения признаков, различия становятся настолько серьезными, что возникает генетическая изоляция, приводящая к образованию новых видов.

Вид. Критерии вида

Вид - совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область - ареал.

Признаки, по которым виды отличаются друг от друга, называются критериями вида. Различают следующие критерии вида.

© Морфологический критерий подразумевает внешнее сходство особей, относящихся к одному виду. Но иногда особи одного вида очень сильно отличаются (такса и дог) или наоборот, есть виды, морфологически почти неотличимые, так называемые виды-двойники , которые не скрещиваются, генетически изолированы. Например, два вида черных крыс: у одного вида в кариотипе 38 хромосом, у другого - 42. Следовательно, одного морфологического критерия недостаточно для определения видовой принадлежности.

© Основным является генетический критерий : для каждого вида характерен свой кариотип - свой хромосомный набор. Виды обычно отличаются по числу и строению хромосом. Именно этот критерий обеспечивает генетическую изоляцию, нескрещиваемость между особями разных видов. Даже если появляются межвидовые гибриды, они бесплодны, нарушается процесс образования половых клеток. Но иногда и этот критерий подводит, так как плодовитое потомство может появляться при скрещивании особей, относящихся к разным видам.

© Особи одного вида сходны по всем физиологическим процессам - питанию, дыханию, выделению, размножению, что лежит в основе физиологического критерия . Особенно важны отличия в физиологии размножения: в строении полового аппарата, в сроках размножения.

© Биохимический критерий - сравнение органических макромолекул у различных видов, в первую очередь сравнение ДНК и белков. По сходству в строении ДНК и белков можно с достаточной вероятностью показать, насколько близкими родственниками являются те или иные виды. Например, гемоглобин шимпанзе по последовательности аминокислот не отличается от гемоглобина человека.

© Географический критерий - это территория, на которой обитает данный вид (ареал). У некоторых видов-эндемиков ареал небольшой, есть виды - космополиты, распространенные повсеместно. Но области распространения различных видов часто перекрываются, так что этот критерий не может быть решающим.

© Каждый вид приспособлен к определенным условиям существования, к определенным экологическим факторам, которые составляют основу экологического критерия . Например, белый медведь приспособлен к одним экологическим факторам, бурый - к другим.

Для установления видовой принадлежности нельзя опираться на один из критериев, необходимо учитывать их совокупность.

Экологические факторы могут выступать как:

раздражители и вызывать приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;

ограничители , обусловливающие невозможность существования в данных условиях;

модификаторы , вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов;

сигналы , свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

В процессе приспособления к неблагоприятным условиям среды организмы смогли выработать три основных пути избегания последних.

Активный путь – способствует усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы.

Например, теплокровность у млекопитающих и птиц.

Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, явление скрытой жизни , сопровождающееся приостановлением жизнедеятельности при пересыхании водоема, похолодании и т.д., вплоть до состояния мнимой смерти или анабиоза .

Например, высушенные семена растений, их споры, а также мелкие животные (коловраткиЮ, нематоды) способны выдерживать температуры ниже 200 о С. Примеры анабиоза? Зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве.

Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых живых организмов, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой .

Избегание неблагоприятных воздействий – выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года.

Обычный путь таких приспособлений – миграция.

Эволюционно возникающие приспособления организмов к условиям среды обитания, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей носит название адаптации . Существуют различные типа адаптаций.

Морфологические адаптации . У организмов возникают такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях.

Например, обтекаемая форма тела у водных животных, строение суккулентов, приспособления галофитов.

Морфологический тип адаптации животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называют жизненной формой вида . В процессе приспособления к одинаковым условиям среды разные виды могут иметь сходную жизненную форму.

Например, кит, дельфин, акула, пингвин.

Физиологические адаптации проявляются в особенностях ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемого составом пищи.

Например, обеспечение влагой за счет окисления жира у верблюдов.

Поведенческие адаптации – проявляются в создании убежищ, передвижении с целью выбора наиболее благоприятных условий, отпугивание хищников, затаивание, стайное поведение и др.

Адаптации каждого организма определяются его генетической предрасположенностью. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать. Резкое и быстрое изменение условий среды обитания может привести к тому, что скорость приспособительных реакций будет отставать от изменения условий среды, что приведет к иллиминации вида. Сказанное в полной мере относится и к человеку.

Разделы: Биология

Цели урока :

Систематизация знаний о движущих силах эволюции;

Сформировать понятие приспособленности организмов к среде обитания, знание о механизмах возникновения приспособленности как результата эволюции;

Продолжить развитие умений использовать знания теоретических закономерностей для объяснения явлений, наблюдаемых в живой природе;

Сформировать конкретные знания о приспособительных особенностях строения, окраски тела и поведения животных.

Оборудование:

таблица “Приспособленность и ее относительный характер”,
фотографии,
рисунки,
коллекции организмов растений и животных,
карточки для выполнения тестов,
презентация.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: беседа, репродуктивный (объяснение), самостоятельная работа, частично- поисковый, проблемный.

Форма работы: индивидуальная, коллективная.

Требования согласно программе:

ученик должен:

иметь представление: о многообразии адаптаций живых организмов;

знать понятия:

адаптагенез, мимикрия, адаптация, основные виды адаптаций, механизмы возникновения адаптаций;

объяснять сущность приспособлений, приводить примеры адаптаций.

Междисциплинарные связи: география – биология - экология “Приспособления живых организмов”.

Проблемы урока.

Какие природные условия действуют на живые организмы? Как выбрать более благоприятные условия жизни?
Как живые организмы научились решать проблемы воздействия среды? Пути решения проблемы выживания?
Как выжить? Как передать свои приобретенные навыки своим потомкам?

Учитель биологии:

Животные и растения обитают в самых различных местах. Иначе говоря, каждый вид имеет свое местообитание . Для лося местообитание - это лес, протянувшийся на многие километры, а для колонии муравьев достаточно небольшой опушки, которой ограничен весь мир. Некоторые животные на протяжении жизни мигрируют на огромные расстояния, занимая местообитания в разных климатических зонах и даже на разных континентах. Другие меняют среду обитания, даже не перемещаясь на большие расстояния. Например, стрекозы летают над прудом, где по дну ползали их личинки. Есть и домоседы – жизнь одноклеточной инфузории, со всеми её радостями и бедами, проходит в паре кубических сантиметров.

Учитель географии:

Ребята, сейчас мы с вами переходим к решению проблем поставленных перед вами в начале урока. Итак, первая проблема: “Как выбрать более благоприятные условия жизни? Чем же различаются местообитания?”. У вас на партах лежат опорные карты, в которых вовремя рассказа исследователей, вы должны внести суждения о решении данного вида проблемы.

В пустыне, например, жарко и сухо, в тропическом – жарко и влажно, а в тундре – влажно и холодно. В море вода соленая, а в реках пресная. Можно перечислять отличия и дальше. Все это – факторы среды .

Среда – это комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. В широком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.

Существует значительное разнообразие слова “среда” в зависимости от степени конкретизации понятия.

Учитель географии:

А какие вы знаете факторы среды, и чем они отличаются друг от друга?

Факторы среды бывают разными. Некоторые из них – это условия среды – они как бы заданы изначально и для всех в данном местообитании одинаковы. Ни исчерпать условия, ни сделать их менее доступными для других организмов невозможно. В самом деле, температуру или соленость воды нельзя ни “израсходовать”, ни поделить между собой.

К факторам среды относятся и ресурсы, то есть все, что организм потребляет или использует, чтобы обеспечить своё существование. Примером “потребления” является пища – источник веществ и энергии. Бутерброд, который жуёт ученик на перемене, - его пищевой ресурс. Однако “использование” следует понимать в более широком смысле. Например, стол в школьной столовой, за которым тот же ученик сидит с бутербродом. Разумеется, этот стол ученик не ест. Но для других его место за столом уже недоступно.

В отличие от условий ресурсы всегда имеются в определенном, исчерпаемом количестве, которое уменьшается в результате жизнедеятельности организмов.

Факторы среды могут быть:

Абиотические – это все свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы;
Биотические - это прямые или опосредованные формы воздействия живых существ друг на друга. Любой организм в реальных условиях постоянно испытывает на себе самое различное влияние других существ.
Антропические – факторы, которые возникают в ходе непосредственного (прямого) воздействия человека на что-то либо.

Весьма часто употребляют “антропогенный фактор”. Под ним понимают фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (настоящей и прошлой) человека.

Абиотические	Биотические
Климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление	Фитогенные: растительные организмы
Эдафогенные: (от “эдафос” - почва): механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность	Зоогенные: животные организмы
Орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона	Микробиогенные: вирусы, простейшие бактерии
Химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растений	Антропогенные: деятельность человека

Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Например, сильный ветер в зимнее время весьма неблагоприятен для крупных животных, особенно обитающих открыто (lоси), но не действует на более мелких, обычно укрывающихся в норах или под снегом.

Учитель биологии:

Сегодня очень много говорится о среде. Какое же влияние среда оказывает на организм?

Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. И как гласит “первый закон жизни”: результаты развития (изменений) любого объекта (организма) определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится. Этот закон имеет общее значение, так как в равной мере относится и к живой и неживой материи, а так же и социальной сфере.

Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, поскольку обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов размножаться.

Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей носит название адаптация.

Адаптации способны проявляться на самых ранних уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экосистем.

Каждый организм реагирует на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать.

Учитель географии:

Ребята, скажите, пожалуйста, а оказывают ли живые организмы какое либо влияние на среду?

Я считаю, что да. Организмы и сами способны существенно воздействовать на среду. Так, их жизнедеятельность сильно влияет на газовый состав атмосферы. Это связано, в частности с тем, что в результате фотосинтеза зеленых растений в атмосферу попадает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе дыхания и в процессе разложения остатков погибших организмов. В процессе разложения тел погибших организмов бактерии, грибы и животные участвуют в образовании почвы. Именно жизнедеятельность организмов определяет содержание растворенных органических соединений и минеральных солей в природных водах. Организмы, меняя химический состав среды, воздействуют и на ее физические свойства.

Предел воздействия организмов на среду обитания описывает “второй закон жизни”: каждый вид организмов, потребляя из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда обитания становится непригодной для его существования.

Можно сделать вывод, что организмы испытывают воздействия постоянно меняющихся условий среды, но и сами способны изменять эти условия.

Учитель биологии:

Ребята, мы сегодня очень много говорили о среде. А существуют ли приспособления у различных организмов к неблагоприятным условиям среды? Если есть то, какие?

Мы с вами переходим к решению второй проблемы нашего урока “Как живые организмы научились решать проблемы воздействия среды? Пути решения проблемы выживания?”

Экологические факторы среды могут выступать как:

Раздражители

Ограничители

Модификаторы

Сигналы

В процессе приспособления к неблагоприятных условий среды организмы смогли выработать три основных пути избегания последних.

Активный путь – это путь, способствующий усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы. Например, теплокровные животные – птицы и млекопитающие. Обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, которая оптимальна для биохимических процессов в клетках тела. Вполне очевидно, что такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять, а также специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.

Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов – спячка животных.

При резком ухудшении условий среды организмы разных видов могут приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние скрытой жизни. Например, некоторые мелкие организмы могут полностью высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Это состояние мнимой смерти называется анабиозом . Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором практически полностью останавливается обмен веществ, существенно расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Известно, что высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдерживать температуру ниже -200 С.

Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых животных, растений, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой.

Учитель биологии:

Ребята, а как вы думаете, могут ли организмы избежать неблагоприятные воздействия?

Избегание неблагоприятных воздействий – это выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям года.

Обычный для животных путь приспособления к неблагоприятным периодам – это миграция. Так, сайгаки ежегодно уходят на зиму в малоснежные южные пустыни, где зимние травы в связи с сухостью климата более доступны. Однако летом травостой пустынь быстро выгорают, поэтому на период размножения сайгаки переходят в более влажные северные степи.

Адаптация - процесс приспособления, процесс возникновения признака, соответствующего условиям среды. Процесс возникновения приспособлений И.И. Шмальгаузен назвал адаптациогенезом, а процесс приспособительного преобразования организмов - адаптациоморфозом. Георгиевский пришел к заключению, что "по своему содержанию естественный отбор и адаптациогенез - понятия тождественные". Знак равенства ставил между ними и Ч.Дарвин, характеризуя отбор как "выживание наиболее приспособленных".

Существуют 3 вида адаптаций к факторам среды:

Морфологический тип приспособления животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называются жизненной формой вида. При этом разные виды могут иметь сходную жизненную форму, если ведут близкий образ жизни. Примером, здесь могут быть кит-млекопитающее, пингвин-птица и акула-рыба.

Вырабатываемое живыми организмами тепло как побочный продукт биохимической реакции может служить источником повышения температуры их тела. Поэтому многие организмы, используя физиологические процессы, могут в определенных пределах менять температуру своего тела. Эту способность называют терморегуляцией .

Учитель географии:

Ребята давайте сейчас мы с вами поговорим об основных абиотических факторах и их влиянии на организмы.

Существует ряд экологических факторов абиотической природы, влияние которых на живые организмы почти везде практически одинаково. К ним, например, относится сила тяготения и является одним из важнейших ее условий. Она определяет форму тел организмов, особенно многоклеточных. Диоксид углерода в атмосфере и гидросфере определяет явление фотосинтеза – основу всей жизни.

Солнечный свет

климатические условия

Солнечная радиация

Приливно

отливные ритмы

лунных суток

Температура

химических реакций

Влажность

Атмосферный воздух

жизненного цикла

Учитель биологии:

Мы постепенно переходим с вами к решению второй и частично третьей проблемы: “Как выжить? Как передать свои приобретенные навыки своим потомкам?” . Врешении данной проблемы вы записываете в таблице виды приспособлений живых организмов.

Формы приспособлений	Примеры	Описание приспособления
Форма тела





Предупреждающая окраска


Мимикрия

Для решения данной проблемы организмы приобрели приспособительные особенности.

Покровительственная окраска – служит средством защиты от врагов. Благодаря ей птицы насиживают яйца на земле, сливаясь с окружающим фоном. Малозаметны и их яйца имеющие пигментированную скорлупу.

Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна, например, скат и камбала. При этом камбала может еще, и менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона. Такой же особенностью обладает и хамелеон.

Если фон среды изменяется в зависимости от сезона года, многие животные меняют и окраску, например, заяц, песец, горностай, белая куропатка.

Может показаться, что полосатая шкура зебр делает их очень заметными, но в знойном мареве африканских саванн полосы расплываются, утрачивая четкость, и это выполняет роль защитной маскировочной окраски, особенно когда зебры убегают от преследователей.

Шкура новорожденных детенышей тапира покрыта пятнами и полосками. Это делает их почти незаметными в полумраке джунглей. Тапиры настолько пугливы и осторожны и живут в такой непроходимой чаще джунглей, что первый их экземпляр был обнаружен лишь 1818 году.

Защитное действие покровительственной окраски повышается при соответствующим поведении. Например, замирании (выпь, гусеницы, рыбы, амфибии, птицы).

Предупреждающая окраска, как правило, наоборот привлекает внимание, демаскирует. Как правило, такие животные являются ядовитыми. Такая окраска заранее предупреждает хищника о бесполезности, и даже опасности нападения. Попробовав только один раз, хищник быстро учится избегать столкновения с такой жертвой. Это, например, пчелы, осы. Божью коровку птицы ни когда не склевывают из-за выделяемого ею ядовитого секрета.

Остроносая рыба фугу чрезвычайно ядовита, и другие рыбы ее не трогают. В Японии эта рыба считается съедобной, но при ее разделке должен присутствовать опытный знаток, который удалит яд и сделает мясо безвредным. И все же фугу считаемая деликатесом, ежегодно уносит жизнь многих людей.

Изящная рыбка-дракон таит яд на кончиках своих плавников. Она плавает свободно, ни от кого не прячась, так как ее яркая окраска сигнализирует о том, что она очень ядовита. При появлении опасности рыбка-дракон сама атакует врага, нанося ему уколы ядовитыми плавниками.

Животные, имеющие предостерегающую окраску, стараются сочетать ее демонстративным поведением, отпугивающим хищника (австралийская бородатая ящерица).

Приспособительное поведение. У животных приспособительной является форма тела. Хорошо известен облик водного млекопитающего – дельфина. Его движения легки и точны, а скорость движения в воде достигает 40 км/ч. Плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха. Как же дельфину удается преодолеть ее? Помимо других особенностей строения, этому способствует торпедовидная форма тела, благодаря которой не образуются тормозящие движение завихрения потоков воды, обтекающих дельфина. Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму. Птицы лишены выступающих ушных раковин, в полете обычно втягивают ноги. В результате по скорости передвижения они намного превосходят всех других животных. Например, сокол сапсан пикирует на свою жертву со скоростью до 290 км/ч. Птицы быстро двигаются даже в воде. Например, арктический пингвин может развить скорость под водой до 35 км/ч.

Морские анемоны имеют ядовитые щупальца, убивающие мелких рыбешек, которыми анемоны питаются. Однако рыбке-клоуну эти ядовитые щупальца не причиняют никакого вреда, и они живут среди них, спасаясь от хищников. В свою очередь, рыбка-клоун служит приманкой для многих рыб, которые стремятся схватить ее, становятся жертвами и добычей анемон, а это симбиоз. Защитой от ядовитых щупалец анемона рыбке-клоуну служит особая слизь.

Демонстративное поведение позволят животному, заранее предупредить “врага” о своем местонахождении. Тем самым обезопасить, как и себя, так и противника. Например, кобра раздувает свой капюшон, а гремучая змея издает звуковые сигналы, своим хвостом “погремушкой”. Как правило, таких противников стараются все обойти.

Черный дьявол или тасманский дьявол, получил свое название из-за своей устрашающей пасти со страшными зубами. Он охотится по ночам, из засады неожиданно набрасываясь на добычу. Его сильные устрашающие челюсть открываются почти под прямым углом.

Намереваясь отпугнуть врага дурно пахнущей жидкостью, полосатый скунс поворачивается к нему спиной. Затем делает стойку на передних лапках, намереваясь выстрелить во врага вонючей жидкостью. Поднимает хвост, шипит и воет. Если этого недостаточно, скунс направляет на врага струю невероятно вонючей жидкости из желез расположенных под хвостом. Он очень метко попадает этой струей в цель на расстояние до 3 м, а отвратительный запах жидкости чувствуется за полкилометра от скунса.

Страшные челюсти бегемота, обращенные к другим бегемотам, - это сигнал к началу битвы. Хотя у бегемотов и огромные зубы, но питаются они только растениями, отрывая их своими сильными губами. Самка бегемота пускает в ход зубы, только защищая своего детеныша от голодного крокодила, самец – сражаясь с другими бегемотами за свою территорию и способен наносить ими рваные раны.

Мимикрия – это сходство беззащитного или съедобного вида с одним или несколькими неродственными ему видами, хорошо защищенными и обладающими предостерегающей окраской. Например, мухи подражают осам.

Чемпионом по изменению окраски является – каракатица. Она маскируется под цвет и рисунок дна. Плавая среди скал, покрытых водорослями и разнообразными анемонами, она изменяет окраску в соответствии с их цветом. Стайки каракатиц одновременно изменяют свой цвет.

Плоские рыбки – мастера изменения своей окраски. Они могут не только менять окраску, но и рисунок в соответствии с цветом дна. Плавая по хорошо знакомому дну, они изменяют свою окраску всего за несколько секунд. Чтобы приспособится к незнакомому дну, им требуется больше времени, но опыты показывают, что плоские рыбы могут подладится даже ко дну в виде шахматной доски.

Морской дракон маскируется под морские водоросли, растущие у берегов Австралии. Родственник морского конька, он покрыт длинными отростками, похожими на стебли водорослей. А чтобы сохранить свое потомство, подобно морским конькам и морской игле, самец дракона носит отложенные самкой яйца до тех пор, пока из них не выведутся мальки.

Но самое интересное, что есть и виды животных которые используют мимикрию для охоты. Чейлинус – активный хищник, маскируется под безвредных рыбок, которые питаются водорослями. Он способен изменять окраску, маскируясь под мирных рыбок нескольких видов (рыбу – попугай, козьих рыбок). Благодаря этому он подплывает на очень близкое расстояние к своей жертве и внезапно бросается на нее.

Третья проблема решается следующим образом. В процессе эволюции у растений нередко образуются иглы и колючки, защищающие их от поедания травоядными животными (кактусы, шиповник, боярышник, облепиха). Такую же роль играют ядовитые вещества, обжигающие волоски, например, у крапивы.

Для выживания организмов в борьбе за существование большое значение имеет приспособительное поведение. Помимо затаивания или демонстративного, отпугивающего поведения при приближении врага, существует много других вариантов приспособительного поведения, обеспечивающего выживаемость взрослых особей или молоди. Так, многие животные запасают корм на неблагоприятный сезон года. В пустынях для многих видов время наибольшей активности – ночь, когда спадет зной.и молоди. так,а, существует много других вариантов приспособитель

Учитель биологии:

Давайте посмотрим, какой должна быть запись в вашей таблице.

Модельный ответ

Формы приспособлений	Примеры	Описание приспособления	Преимущества данного приспособления
Форма тела	Дельфин	Торпедовидная форма тела	Движения легки, точны, скорость передвижения 40км/ч
	Сокол-сапсан	Обтекаемая форма тела, отсутствие ушных раковин,	Пикирующий полёт, скорость полета 290 км/ч
	Морской конёк	Причудливая форма тела, напоминающая водоросли	Помогает скрываться от врагов
Покровительственная окраска (маскировка)	Камбала	П Подстраивает свою окраску под цвет и характер морского дна	Защита от врагов
	Тундровая куропатка	Подстраивает свою окраску под цвет и характер подстилающей поверхности	Защита от врагов
	Хамелеон	Способен менять окраску путём перераспределения пигмента	Маскировка в соответствии с окружающим фоном Защита от врагов
Предупреждающая окраска	Пчела		Наличие жало
	Божья коровка	Яркая окраска тела привлекает внимание птиц	Наличие ядовитого секрета
	Кобра	Яркая окраска тела привлекает животных	Наличие ядовитого секрета
Мимикрия	Бабочка нимфалида	Сходство беззащитного или съедобного вида с хорошо защищенными видами бабочки данаида (в тканях данаид содержится ядовитое вещество)	Защита от поедания птицами
	Яйца кукушки	Схожесть яиц кукушки с яйцами вида-хозяина	Позволяет выкармливать птенцов птицей хозяином гнезда
	Гусеница пяденицы	В покое удивительно сходна с сухой веткой	Защита от птиц

II. Закрепление: тестовое задание

1 вариант

1. Явление, которое служит примером маскировочной окраски:

а) окраска пятнистого оленя и тигра;

б) пятна на крыльях некоторых бабочек, похожие на глаза позвоночных животных;

в) сходство окраски крыльев бабочки пиериды с окраской крыльев несъедобной бабочки геликониды;

г) окраска божьих коровок и колорадского жука.

2. Как современная наука объясняет формирование органической целесообразности:

а) является результатом активного стремления организмов приспособиться к конкретным условиям среды;

б) является результатом естественного отбора особей, оказавшихся более приспособленными, чем другие, к условиям среды благодаря наличию у них случайно возникших наследственных изменений;

в) является результатом непосредственного влияния внешних условий на развитие у организмов соответствующих признаков;

г) она была изначально предопределена в момент создания творцом основных видов живых существ.

3. Явление. Примером которого служит сходство мухи-львинки и ос по окраске брюшка и форме усиков:

а) предостерегающая окраска;

б) мимикрия;

в) приспособительная окраска;

г) маскировка.

4. Пример покровительственной окраски:

5. Пример предостерегающей окраски:

а) ярко-красная окраска цветка у розы;

г) сходство в окраске и форме тела.

2 вариант

1. Главный эффект естественного отбора:

а) повышение частоты генов в популяции, обеспечивающих размножение в поколениях;

б) повышение частоты генов в популяции, обеспечивающих широкую изменчивость организмов;

в) появление в популяции генов, обеспечивающих сохранение признаков вида у организмов;

г) появление в популяции генов, обусловливающих приспособление организмов к условиям обитания;

2. Пример покровительственной окраски:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) зеленая окраска листьев у большинства 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 певчего кузнечика;

б) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;

в) ярко-красная окраска у божьей коровки;

4. Пример предостерегающей окраски:

а) ярко-красная окраска у цветка розы;

б) ярко-красная окраска у божьей коровки;

в) сходство в окраске у мухи-журчалки и осы;

г) сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком.

5. Пример мимикрии:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) ярко-красная окраска у божьей коровки;

в) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;

г) сходство в окраске и форме тела гусеницы бабочки-пяденицы с сучком.

Список используемой литературы:

А.И. Ажгиревич, В.А. Грачев, В.В. Гутенев, В.В. Денисов, И.А. Денисова, Т.И. Дрововозова, И.Н. Лозановская, И.А. Луганская, А.П. Москаленко, Б.И.Хорунжий, “Экология”, Москва-Ростов-на-Дону, издательский центр “МарТ”, 2006.
Энциклопедия для детей Аванта+ “Экология”, том 19, Москва. Аванта+, 2001.
С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Н.И. Сонин. “Биология. Общие закономерности. 9 класс”. М. Дрофа, 2002.
Н.М. Чернова, В.М. Галушин, В.М. Константинов “Основы экологии. 10 (11) класс”. М. Дрофа, 2004.
Рик Моррис “Тайны живой природы”. М. “Росмен”, 1998.