Relativní povaha svítidel. Příklady adaptací Jaká je relativní povaha zdatnosti

Poté, co Darwinova teorie vysvětlila vznik druhů na základě přirozeného výběru jako grandiózní a všezahrnující proces postupných změn adaptací, vysvětlila také fenomén účelové struktury organických forem. Formy zařízení jako odraz účelnosti jsou nekonečně rozmanité: plynový měchýř v těle ryby je naplněna vzduchem a odlehčuje hmotu jejího těla; je pohodlnější překonávat bažiny na dlouhých nohách široce rozmístěnými prsty, jako volavka, nebo širokými kopyty, jako los; skákající zvířata mají vyvinutější zadní končetiny (klokan, kobylka, žába). U zvířat, která vedou podzemní životní styl, mají končetiny tvar rýče a přizpůsobené pro kopání země. U rostlin a živočichů dochází k účelným adaptacím na denní a roční kolísání teploty a vlhkosti.

Zastánci idealistických názorů a služebníci církve v jevech přizpůsobivosti organismů a jejich účelové struktuře viděli výraz všeobecné harmonie přírody, prý vycházející z jejího tvůrce. Teorie Ch.Darwinové odmítá jakoukoli účast na vzniku zařízení nadpřirozených sil, přesvědčivě dokázala, že celé zvíře resp. zeleninový svět od svého vzniku se zdokonaluje cestou účelných adaptací na životní podmínky: na vodu, vzduch, sluneční světlo, gravitaci. Úžasnou harmonii živé přírody, její dokonalost vytváří sama příroda: boj o přežití. Tento boj je silou, která dává sílu kořenům, sofistikovanou krásu květinám, způsobuje bizarní mozaiku uspořádání listů a brousí zuby, dává mocnou sílu svalům, ostrost zraku, sluchu a instinktu u mnoha zvířat.

Přizpůsobivost jako výraz účelnosti se projevuje ve všem. Predátoři mají například drápy, tesáky, zobáky, jedovaté zuby, ze kterých může být pro oběť velmi obtížné uniknout. Ale v boji o život byly vyvinuty také ochranné prostředky: někteří reagují na sílu silou, jiní si šetří nohy, jiní mají lasturu, lasturu, jehly atd. Mnoho slabého a bezbranného hmyzu, který je neškodný nebo jedlý, po dlouhou dobu roky přirozeného výběru přijaly barvu a tvar sršňů, vos, staly se podobnými jedovatým nebo nepoživatelným formám. Jejich napodobující barva nebo tvar je zároveň ochranný, protože se shoduje s pozadím prostředí: zneviditelní predátory a pomáhá jim připlížit se ke kořisti a umožňuje pronásledovaným druhům ukrýt se před nepřáteli. Pokud by hmyz pronásledovaný ptáky nebyl zbarven jako zelená tráva nebo kůra stromů, byl by ptáky vyhuben. Opeření koroptve tundrové splývá s tónem skal a štítů pokrytých lišejníky, sluka lesní je neviditelná mezi uschlými a spadanými dubovými listy apod. očkovitými skvrnami, v okamžiku nebezpečí zvedá přední část tělo, a tím zastrašit ptáky.

Různé úpravy zabraňují většině rostlin v samosprašování, což jim umožňuje šířit plody a semena, nebo díky svým trnům odolávat sežrání býložravci. Vůně a jasné barvy květů vznikly jako adaptace k přilákání hmyzu, který květy navštěvuje a tyto rostliny křížově opyluje, nebo jako adaptace na účinnější vstřebávání. sluneční paprsky určitou délku.

Ochranné zbarvení. Ochranné zbarvení je vyvinuto u druhů, které žijí otevřeně a mohou být přístupné nepřátelům. Toto zbarvení způsobuje, že organismy jsou méně viditelné na pozadí okolní oblasti. Některé mají jasný vzor (barva zebry, tygra, žirafy) - střídají se světlé a tmavé pruhy a skvrny. Toto rozmělněné zbarvení napodobuje střídání skvrn světla a stínu.

Přestrojení. Kamufláž - zařízení, při kterém tvar těla a barva zvířete splývá s okolními předměty. Například housenky některých motýlů tvarem těla a barvou připomínají uzly.

Mimikry. Mimikry je napodobování méně chráněného organismu jednoho druhu více chráněným organismem jiného druhu. Tato napodobenina se může projevit tvarem těla, zbarvením a podobně. Takže některé druhy nejedovatých hadů a hmyzu jsou podobné těm jedovatým. Mimikry jsou výsledkem selekce na podobné mutace v různé druhy. Pomáhá nechráněným zvířatům přežít, přispívá k zachování organismu v boji o existenci.

Varovné (hrozivé) zbarvení Druhy mají často jasné, zapamatovatelné zbarvení. Jakmile pták zkusí ochutnat nejedlou berušku, která bodne vosou, bude si jejich zářivou barvu pamatovat po celý život.

(Podle osobní stránky Andrey Ivanov)

Darwin v doktríně přírodního výběru nejen materialisticky zdůvodnil zdatnost organismů (jejich účelnou strukturu), ale ukázal i její relativní povahu. Takže varovné a ochranné zbarvení, různá další ochranná zařízení nepůsobí na všechny pronásledovatele, ale mají-li zařízení, je méně pravděpodobné, že budou napadeni jednotlivci. Majitelé bodnutí - vosy, včely, sršni - jsou snadno sežráni mucholapky, včelojedy. Létající ryby, vyskakující z vody do vzduchu, obratně unikají dravým rybám, toho ale využívá albatros, který ve vzduchu předbíhá svou kořist. Želví krunýř - dobrá ochrana, však ji orel zvedne do vzduchu a hodí na skály; krunýř se rozbije a orel želvu sežere.

Každé zvíře a rostlina se nemohou plně přizpůsobit všem podmínkám, které se vyvinuly během života na Zemi. Jakékoli zařízení je zachováno, dokud je podporováno přírodní výběr, ale zmizí, jakmile přestane být užitečný. Jako příklad změny adaptací lze uvést vývoj ochranného zbarvení u motýla březového.

Základem Darwinovy ​​teorie je tedy doktrína přirozeného výběru, hlavního a vůdčího faktoru evoluce. V boji o existenci na základě dědičné variability dochází k postupné změně adaptací a přežití nejschopnějších, zvyšuje se rozmanitost forem živé přírody, probíhá proces speciace a obecně progresivní vývoj rostliny. a odehrává se svět zvířat. V této teorii byly vyřešeny dva problémy: mechanismus speciace a původ účelnosti organického světa.

Adaptabilita organismů jako výsledek evoluce (T.A. Kozlová, V.S. Kuchmenko. Biologie v tabulkách. M., 2000)

Jaké má vlastnosti? Jak se projevuje relativní povaha zdatnosti kaktusu, chameleona, želvy?

Organismy a prostředí

Každý samostatný pohledživé bytosti mají svůj vlastní domov. V jeho mezích působí různé faktory, které mají zvláštní vlastnosti, například určitá teplota vzduchu, salinita půdy nebo vody, určití obyvatelé.

Aby tělo přežilo v určitém prostředí, musí se mu přizpůsobit. Kdo to udělá co nejefektivněji, bude schopen přežít a mít potomky. Rostliny, zvířata a dokonce i lidé si vyvinuli různé nástroje, které jim pomáhají se přizpůsobit.

Tyto nástroje vznikaly postupně. Druhy, které měly nějakou výhodu ve struktuře nebo barvě, přežily za určitých podmínek lépe než jiné. Užitečné vlastnosti byly zděděny a staly se výraznějšími. S časem nezbytná znamení stanou charakteristické pro všechny členy druhu nebo populace.

Relativní povaha zdatnosti

Adaptabilita je přítomnost znaků u zvířat nebo rostlin, které odpovídají jejich životnímu stylu a prostředí, ve kterém se nacházejí. Například tělo ryb je proudnicové a pokryté hlenem, aby se usnadnilo pohyb ve vodě. V arktických medvědů bílou barvu, aby co nejvíce splynula s prostředím.

Vyvinuté pomocné mechanismy u zástupců divoké zvěře však nejsou absolutní, ale relativní. Proč je fitness relativní? Všechno je jednoduché. Pokud se tělo přizpůsobí konkrétním podmínkám prostředí, pak může být nepřipravené na jiné podmínky. se obvykle mění rychleji než organismy, které k tomu potřebují alespoň několik generací.

Relativní povaha zdatnosti se projevuje i v tom, že se spolehlivým prostředkem ochrany proti některým nepřátelům (jasná barva, trny nebo jed) se můžete dostat do sítě ostatních. Jed mnoha hadů tedy ovlivňuje malou kořist, vyděsí velké savce, ale nezastaví ježky a mangusty, které se živí hady. Níže zvážíme podrobné příklady.

kaktusy

Skvělý příklad přežití tvrdé podmínky demonstrovat rostliny Cítí se skvěle v prostředí nesnesitelném pro mnoho živých bytostí. Rostliny jsou běžné v pouštích a polopouštích, horách, savanách, vyprahlých lesích.

Silný masitý stonek vám umožňuje akumulovat velké množství vlhkosti ze vzduchu a trny nedovolí, aby se odpařila. Ostré trny navíc vyděsí ty, kteří chtějí jíst kaktus. Silně vyvinuté kořeny, sahající do hlubokých podzemních vod, nasycují rostlinu vodou.

Rostlina je tak plně připravena na život v oblastech, kde jsou srážky extrémně vzácné. Relativní povaha adaptability kaktusu spočívá v tom, že při změně podmínek, například s nástupem déletrvajících lijáků, může rostlina zemřít na nadměrný příjem vody do těla.

V podmínky místnosti všechny výhody kaktusu jsou ztraceny a stávají se neutrálními. Mohutný stonek a trny již nebudou nést funkce důležité pro přežití, zůstane pouze estetická stránka.

chameleoni

Chameleoni tráví většinu času na stromech, ohebné končetiny pomáhají chameleonům vylézt. Prsty zvířat srostly a vytvořily dvě téměř protilehlé skupiny (vypadají jako dráp), ocas je zkroucený a dlouhý - to vše usnadňuje uchopení větví a pohyb po nich.

Relativní povaha přizpůsobivosti chameleona spočívá právě v jeho barvě. Přirozená barva zvířete jej co nejvíce maskuje pod okolním prostředím, takže je pro predátory neviditelné. Ale chameleoni často mění barvu a používají ji jako prostředek komunikace.

Některé druhy jsou schopny přebarvit téměř všemi barvami. Vyjadřují tak svou reakci na změnu osvětlení, vlhkosti nebo vzhledu jiných zvířat. V okamžiku nebezpečí je „ještěrka“ ve stresu a může zbarvit jasně červenou nebo žlutou barvu, prozradí se, místo aby splynula a skryla se.

Želvy

Plazi unikátní svou stavbou jsou želvy. Tělo zvířat je v husté skořápce, pokryté kůží nebo rohovými štíty. Je tak trochu jako ulita, jelikož se skládá z horní a spodní části.

Želva není jen umístěna uvnitř krunýře, představuje s ním jeden celek. Horní část „rámu“ je srostlá s páteří zvířete, spodní část tvoří klíční kost a břišní žebra. Želvu nelze z "domu" vytáhnout, aniž by ji ochromili.

V případě nebezpečí zvíře schová hlavu a končetiny dovnitř. Jak se v tomto případě projevuje relativní povaha zdatnosti? Dravci nedokážou prokousat krunýř ani z něj želvu vybrat. Orli ji ale zvednou vysoko nad zem, uvolní ji, aby se skořápka rozbila, a pak svou kořist sežerou.

Závěr

Fitness organismů je korespondence jejich vnějších a vnitřní struktura chování prostředí, ve kterém žijí. Vzniká v průběhu dlouhého historického procesu a je důležitým faktorem vývoj.

Relativní povaha fitness je taková vlastnosti organismy mu mohou pomoci jen v určitých podmínkách a situacích. Když se změní vnější faktory, přizpůsobení může být neúčinné a někdy může poškodit svého majitele.

Druhy rostlin a živočichů jsou pozoruhodně přizpůsobeny podmínkám prostředí, ve kterém žijí. Je známo velké množství nejrozmanitějších rysů struktury, které poskytují vysokou úroveň adaptability druhu na prostředí. V konceptu" zdatnost druhu" zahrnují nejen vnější znaky, ale také shoda budov vnitřní orgány funkce, které vykonávají, jako je dlouhý a složitý trávicí trakt živočichů živících se rostlinami (přežvýkavců). Do pojmu zdatnost je zahrnuta i korespondence fyziologických funkcí organismu s životními podmínkami, jejich složitost a rozmanitost.

Adaptivní znaky stavby, barvy těla a chování zvířat. Ve skutečnosti je celá strukturální a funkční organizace zástupců určitého druhu adaptivní na podmínky, ve kterých žije. tato skupina. Nejvíce názorná je stavba těla a barva kůže.

Tvar těla. U zvířat se tvar těla přizpůsobuje prostředí. Vzhled vodního savce delfína je dobře znám. Jeho pohyby jsou lehké a přesné. Nezávislá rychlost ve vodě dosahuje 40 km/h. Často jsou popsány případy, jak delfíni doprovázejí vysokorychlostní námořní plavidla, například torpédoborce pohybující se rychlostí 65 km/h. Vysvětluje se to tím, že se delfíni přichytí na příď lodi a využívají hydrodynamickou sílu vln lodi. Ale to není jejich přirozená rychlost. Hustota vody je 800krát větší než hustota vzduchu. Jak se to delfínovi podaří překonat? Ideální adaptabilitu delfína na prostředí a životní styl napomáhá kromě dalších konstrukčních znaků i tvar těla. Tvar těla ve tvaru torpéda zabraňuje vytváření víru vodních toků kolem delfína.

Aerodynamický tvar těla přispívá k rychlému pohybu zvířat ve vzduchu. Let a obrysová peří pokrývající tělo ptáka zcela vyhlazují jeho tvar. Ptáci nemají vyčnívající boltce, za letu většinou zatahují nohy. Výsledkem je, že ptáci jsou mnohem rychlejší než všechna ostatní zvířata. Například sokol stěhovavý se potápí na svou kořist rychlostí až 290 km/h. Ptáci se rychle pohybují i ​​ve vodě. Byl pozorován podbradní tučňák plavající pod vodou rychlostí asi 35 km/h.

U zvířat, která vedou tajný, skrytý způsob života, jsou užitečné adaptace, které jim dávají podobnost s environmentálními objekty. Bizarní tvar těla ryb žijících v houštinách řas jim pomáhá úspěšně se skrývat před nepřáteli. Podobnost s předměty prostředí je u hmyzu rozšířená. Brouci jsou známí svými vzhled připomínající lišejníky, cikády, podobné trnům těch keřů, mezi nimiž žijí. Tyčinkový hmyz vypadá jako malá hnědá nebo zelená větvička (obr. 19.5), zatímco orthoptera napodobuje list. Ploché tělo mají ryby, které vedou bentický životní styl.

Rýže. 19.5.

Zbarvení těla. Slouží také jako obrana proti nepřátelům. ochranné zbarvení. Patronizace je zbarvení vnitřních částí těla, které zajišťuje jejich majitelům úspěch v boji o existenci. Obvykle vědci rozlišují zastírací nebo naopak varovné zbarvení. Ptáci, kteří inkubují vajíčka na zemi, splývají s okolním pozadím. Jejich vajíčka, která mají pigmentovanou skořápku, a z nich vylíhlá mláďata jsou také sotva patrná (obr. 19.6). Ochranný charakter pigmentace vajec potvrzuje skutečnost, že u druhů, jejichž vejce jsou nepřátelům nedostupná - velkých predátorů nebo u ptáků, kteří kladou vajíčka na kameny nebo je zahrabávají do země, se ochranná barva skořápky nevyvine.

Rýže. 19.6.

potomstvo na zemi

Ochranné zbarvení je rozšířeno u široké škály zvířat. Housenky motýlů jsou často zelené, barva listů, nebo tmavé, barva kůry nebo země. Ryby na dně jsou obvykle natřeny tak, aby odpovídaly barvě písčitého dna (rejnoci a platýs). Platýsy jsou zároveň schopné měnit barvu v závislosti na barvě okolního pozadí. Schopnost měnit barvu redistribucí pigmentu v kůži těla je známá také u suchozemských zvířat (chameleon). Pouštní zvířata mají obvykle žlutohnědou nebo pískově žlutou barvu. Monochromatické ochranné zbarvení charakteristické jak pro hmyz (kobylky) a malé ještěrky, tak i pro velké kopytníky (antilopy) a dravce (lvi).

Pokud pozadí prostředí nezůstává konstantní v závislosti na ročním období, mnoho zvířat změní barvu. Například obyvatelé středních a vysokých zeměpisných šířek (polární liška, zajíc, hranostaj, ptarmigan) jsou v zimě bílí, což je činí ve sněhu neviditelnými.

Dvoubarevné maskování je často vidět u vodních živočichů. Takže u většiny ryb, například u sledě, je hřbet silně pigmentovaný a břišní strana těla je světlá. Pokud se na rybu podíváte shora, ze zóny většího osvětlení, pak na pozadí prohlubující se tmy není tmavý hřbet téměř vidět. Naopak při pohledu z hloubky - ve směru většího osvětlení - je břicho neznatelné. Toto zbarvení je důležité i pro predátory (delfíni, žraloci atd.) a pro jejich oběti.

Další variantou skrývání zbarvení je pitevní zbarvení. Vyznačuje se střídáním tmavých a světlých pruhů a skvrn na těle, odpovídající změně světla a stínu na stanovišti obvyklém pro daný druh (obr. 19.7). Taková náhoda činí organismus nepostřehnutelným kvůli porušení myšlenky jeho formy. Tygr například loví v záloze na okrajích, kde se trsy žluté trávy střídají s tmavou půdou. Zebra, která se živí listím keřů, je v savaně téměř neviditelná na pozadí více stonků. Kromě toho pitevní zbarvení rozbíjí myšlenku obrysů těla, což je ještě efektivnější.

Rýže. 19.7.

Často se však u zvířat vyskytuje barva těla, která se neskrývá, ale naopak přitahuje pozornost, demaskuje. Toto zbarvení je charakteristické pro jedovatý, pálivý nebo bodavý hmyz: včely, vosy, puchýřníky. Beruška, velmi nápadná, ptáci nikdy neklují kvůli jedovatému tajemství vylučovanému hmyzem. Nejedlé housenky mají jasnou výstražnou barvu, mnoho Jedovatí hadi. Jasné zbarvení předem varuje predátora o marnosti a nebezpečí útoku. Prostřednictvím pokusů a omylů se predátoři rychle naučí vyhýbat se útoku na kořist výstražný nátěr.

Účinnost varovného zbarvení byla příčinou velmi zajímavého jevu – imitace, popř mimikry(z řečtiny. mimiko- imitativní). Mimika se nazývá podobnost bezbranného nebo jedlého druhu s jedním nebo více nepříbuznými druhy, které jsou dobře chráněny a mají varovnou barvu. Z slunéčko sedmitečné jeden z druhů švábů je velmi podobný velikostí, tvarem těla a rozložením stařeckých skvrn. Někteří jedlí motýli napodobují tvarem těla a zbarvením jedovaté motýly, mouchy - vosy. Vznik mimikry je spojen s akumulací pod kontrolou přirozeného výběru malých úspěšných mutací v jedlé druhy v podmínkách jejich společného stanoviště s nejedlými.

Je zřejmé, že napodobování některých druhů jinými má své opodstatnění: je vyhubena mnohem menší část jedinců jak druhů, které sloužily jako vzor, ​​tak i imitátorů. Je však nutné, aby počet druhů imitátorů byl výrazně menší než počet modelu. Jinak je mimika k ničemu: predátor se nevyvine vytrvale podmíněný reflex tvar nebo barvu, které je třeba se vyvarovat. Jak se udržuje početnost mimických druhů na nízké úrovni? Ukázalo se, že genofond těchto druhů je nasycen smrtelnými mutacemi. V homozygotním stavu tyto mutace způsobují smrt hmyzu, v důsledku čehož se vysoké procento jedinců nedožije pohlavní dospělosti.

Kromě ochranného - patronačního zbarvení u zvířat a rostlin jsou dodržovány i další prostředky ochrany. Rostliny často tvoří jehlice a ostny, které je chrání před sežráním býložravci (kaktusy, divoká růže, hloh, rakytník atd.). Stejnou roli hrají jedovaté látky, které pálí chloupky například u kopřiv. Krystaly šťavelanu vápenatého, které se hromadí v trnech některých rostlin, je chrání před sežráním housenkami, plži a dokonce i hlodavci. Před mnoha nepřáteli je dobře chrání útvary v podobě tvrdého chitinózního krytu u členovců (brouci, krabi), schránek u měkkýšů, šupin u krokodýlů, schránek u pásovců a želv. Totéž slouží brka ježka a dikobraza. Všechna tato zařízení se mohla objevit pouze jako výsledek přirozeného výběru, tzn. preferenční přežití je lepší než chránění jedinci.

Chování. O přežití organismů v boji o existenci velká důležitost má adaptivní chování. Ochranný účinek varovného zbarvení se zvýší, když se spojí s vhodným chováním. V rákosí hnízdí například bukač obecný. Ve chvílích nebezpečí si protáhne krk, zvedne hlavu a ztuhne. V této poloze je obtížné detekovat i na blízký dosah. Mnoho dalších zvířat, která nemají prostředky aktivní ochrany, v případě nebezpečí zaujme klidovou polohu a zmrzne (hmyz, ryby, obojživelníci, ptáci). Varovné zbarvení u zvířat je naopak kombinováno s demonstrativním chováním, které dravce zastraší.

Kromě skrývání nebo demonstrativního, zastrašujícího chování, když se nepřítel blíží, existuje mnoho dalších možností. adaptivní chování, zajištění přežití dospělých nebo mladistvých. To zahrnuje skladování potravin pro nepříznivé období roku. To platí zejména pro hlodavce. Například hraboš hospodyně, běžný v zóně tajgy, sbírá zrna obilovin, suchou trávu, kořeny - celkem až 10 kg. Hrabaví hlodavci (krtonožci apod.) nashromáždí až 14 kg kousků dubových kořenů, žaludů, brambor, stepního hrachu. Velký pískomil žijící v pouštích Střední Asie začátkem léta seká trávu a zatahuje ji do děr nebo ji nechává na povrchu v podobě hromádek. Toto krmivo se používá v druhé polovině léta, podzimu a zimy. Bobr říční sbírá pařezy stromů, větve apod., které vkládá do vody v blízkosti svého obydlí. Tyto sklady mohou dosahovat objemu 20 m 3 . Zásoby krmiva tvoří i dravá zvířata. Norek, některé fretky a špičáky skladují žáby, hady, malá zvířata atd., zabíjejí je a na určitých místech zahrabávají.

Příkladem adaptivního chování je doba největší aktivity. V pouštích mnoho zvířat vyráží lovit v noci, když teplo opadne. Specializace zvířecí činnosti podle denní doby vedla např. u ptáků ke vzniku celistvosti ekologických skupin typy. Takže "noční dravci" (sovy, výr atd.) loví v noci a "denní" - sokol, orel, orel - za denního světla.

Kotevní body

• Celá organizace jakéhokoli druhu živých organismů se přizpůsobuje podmínkám, ve kterých žije.
• Adaptace organismů na prostředí se projevují na všech úrovních organizace: biochemické, cytologické, histologické i anatomické.
• Fyziologické adaptace jsou příkladem reflektování strukturálních rysů organizace v daných podmínkách existence.

• 1. Uveďte příklady adaptability organismů na podmínky existence.
• 2. Proč mají některé druhy zvířat jasnou demaskovací barvu?
• 3. Co je podstatou fenoménu mimikry?
• 4. Jak se udržuje nízký počet mimických druhů?
• 5. Vztahuje se působení přírodního výběru na chování zvířat? Dát příklad.

Péče o potomstvo. Zvláštní význam mají zařízení, která chrání potomky před nepřáteli. Péče o potomstvo se může projevit v jinou formou. Mnoho ryb hlídá jikry, které jsou uloženy mezi kameny, aktivně odhánějí a kousají blížící se možné nepřátele. Gobie azovské a kaspické kladou vajíčka do děr vyhloubených v bahnitém dně a poté je střeží po celý svůj vývoj. Samec paličáka staví hnízdo s vchodem a východem. Nějaký sumec americký nalepte kaviár na břicho a noste ho na sobě po celou dobu vývoje. Mnoho ryb se líhne jikry v ústech nebo dokonce v žaludku. Během této doby rodič nic nejí. Vylíhlý potěr se nějakou dobu zdržuje v blízkosti samice (nebo samce, podle druhu) a v případě nebezpečí se schová v matčině tlamě. Existují druhy žab, u kterých se vajíčka vyvíjejí ve speciálním plodovém váčku na hřbetě nebo v hlasivkách samce.

Největší bezpečnosti potomstva je zjevně dosaženo, když se embrya vyvinou tělo matky(obr. 19.8). Plodnost v těchto případech (stejně jako v jiných formách péče o potomstvo) klesá, ale to je kompenzováno zvýšením míry přežití mláďat.

Rýže. 19.8.

U členovců a nižších obratlovců vedou výsledné larvy nezávislý způsob života a nejsou závislé na svých rodičích. Ale v některých případech se rodičovská starost o potomky projevuje ve formě poskytovat jim jídlo. Slavný francouzský přírodovědec J.A. Fabre poprvé popsal toto chování u osamělých vos. Vosy napadají brouky, pavouky, cvrčky, kudlanky, housenky různých motýlů, znehybňují je zabodnutím žihadla přesně do nervových uzlin (obr. 19.9) a kladou na ně vajíčka.

Rýže. 19.9.Jediná vosa vtáhne do svého hnízda ochrnutou kobylku: budoucí larva dostane potravu

Líhnoucí se vosí larvy dostávají potravu: živí se tkáněmi živé oběti, rostou a pak se kuklí.

Popsané příklady péče o potomstvo u členovců a nižších obratlovců se vyskytují u velmi malého počtu druhů. Ve většině případů jsou oplozená vajíčka ponechána sama sobě. To vysvětluje velmi vysokou plodnost bezobratlých a nižších obratlovců. Velké množství potomků v podmínkách vysoké vyhubitelnosti mláďat slouží jako prostředek boje o existenci druhu jako celku.

U vyšších obratlovců jsou pozorovány podstatně složitější a rozmanitější formy péče o potomstvo. Komplex instinkty a schopnost individuálního učení jim umožňuje vychovávat potomky s mnohem větším úspěchem. Ptáci tedy kladou oplodněná vajíčka ve speciálních zařízeních - hnízda a nejen k životnímu prostředí, jak to dělají všechny druhy nižších tříd. Vajíčka se vyvíjejí pod vlivem tepla, které jim dodává tělo rodičů, a nezávisí na náhodách počasí. Rodiče chrání hnízdo před nepřáteli tak či onak. Většina druhů ptáků nenechává vylíhlá mláďata napospas osudu, ale dlouho krmit a chránit. To vše prudce zvyšuje efektivitu reprodukce u této skupiny živočichů.

Nejvyššího stupně vývoje dosahují formy chování u savců. To se projevuje i ve vztahu k mláďatům. Zvířata své potomky nejen krmí, ale také je učí kořist chytat. Darwin si toho také všiml dravé šelmy naučit svá mláďata vyhýbat se nebezpečí, včetně lovců.

Jedinci s pokročilejšími formami péče o potomstvo tak přežívají ve větším počtu a předávají si tyto vlastnosti z generace na generaci.

Fyziologické adaptace. Vhodný tvar a barva těla, vhodné chování zajistí úspěch v boji o existenci pouze tehdy, když se tyto znaky spojí s přizpůsobivostí životních procesů životním podmínkám, tzn. fyziologické adaptace. Bez takových adaptací není možné udržet stabilní metabolismus v těle v neustále se měnících podmínkách prostředí. Podívejme se na několik příkladů.

U suchozemských obojživelníků velký počet voda se ztrácí přes kůži. Mnoho jejich druhů však proniká i do pouští a polopouští. Přežití obojživelníků v podmínkách nedostatku vláhy na těchto stanovištích zajišťuje řada adaptací. Mění povahu činnosti: je načasována na období vysoká vlhkost. V mírném pásmu jsou v noci a po dešti aktivní ropuchy a žáby. V pouštích žáby loví pouze v noci, kdy se na půdě a vegetaci sráží vlhkost a přes den se schovávají v norách hlodavců. U pouštních druhů obojživelníků, které se rozmnožují v dočasných nádržích, se larvy vyvíjejí velmi rychle a v krátké době podléhají metamorfóze.

Ptáci a savci vyvinuli řadu fyziologických adaptací na život v nepříznivých podmínkách. Mnoho pouštních zvířat hromadí před začátkem období sucha hodně tuku: při jeho oxidaci vzniká velké množství vody. Ptáci a savci jsou schopni regulovat ztráty vody z povrchu dýchacích cest. Například velbloud zbavený vody drasticky snižuje odpařování jak z dýchacích cest, tak přes potní žlázy.

Metabolismus soli člověka je špatně regulován, a proto se bez soli dlouhodobě neobejde. čerstvou vodu. Ale plazi a ptáci, kteří většinu života tráví na otevřeném moři a pijí mořskou vodou, získal speciální žlázy, které jim umožňují rychle se zbavit přebytečných solí.

Velmi zajímavé jsou adaptace, které se vyvíjejí u potápěčských zvířat. Řada z nich se poměrně dlouhou dobu obejde bez kyslíku. Například tuleni se potápějí do hloubky 100-200 a dokonce 600 m a pod vodou zůstávají 40-60 minut. Co umožňuje ploutvonožcům potápět se na takových dlouhodobý? V první řadě se jedná o velké množství speciálního pigmentu nacházejícího se ve svalech – myoglobinu. Myoglobin je schopen vázat kyslík 10x více než hemoglobin. Řada přístrojů ve vodě navíc poskytuje mnohem ekonomičtější využití kyslíku než při dýchání na hladině.

Přirozeným výběrem vznikají a zdokonalují se adaptace, které usnadňují hledání potravy nebo partnera pro reprodukci. Chemické orgány hmyzu jsou úžasně citlivé. Samce můry cikánky přitahuje pach pachové žlázy samice ze vzdálenosti 3 km. U některých motýlů je citlivost chuťových receptorů 1000krát větší než citlivost receptorů lidského jazyka. Noční predátoři, jako jsou sovy, mají vynikající vidění za špatných světelných podmínek. Někteří hadi mají dobře vyvinutou schopnost termolokace. Rozlišují předměty na dálku, pokud je rozdíl jejich teplot pouze 0,2 °C. Mnoho zvířat se dokonale orientuje v prostoru pomocí echolokace ( netopýři, sovy, delfíni).

Relativní povaha zdatnosti organismů. Struktura živých organismů je velmi jemně přizpůsobena podmínkám existence. Žádný specifické znamení nebo vlastnosti, které jsou svou povahou adaptivní, jsou účelné v daném prostředí, v daných životních podmínkách. Takže všechny rysy struktury a chování kočky jsou vhodné pro dravce, který čeká na kořist v záloze: měkké polštářky na prstech a zatahovací drápy, díky nimž je chůze nehlučná; obrovská zornice a vysoká citlivost sítnice, což vám umožní vidět ve tmě; jemný sluch a pohyblivé boltce, které umožňují přesně určit polohu oběti; schopnost čekat na vzhled kořisti po dlouhou dobu a provést bleskový skok; ostré zuby držení a trhání oběti. Stejně tak je organizace masožravých rostlin přizpůsobena k chytání a trávení hmyzu a dokonce i drobných obratlovců (obr. 19.10).

Rýže. 19.10.

Adaptace se nejeví jako hotové, ale jsou výsledkem výběru náhodných dědičných změn, které zvyšují životaschopnost organismů ve specifických podmínkách.

Žádná z adaptivních vlastností neposkytuje absolutní bezpečnost pro jejich majitele. Většina ptáků se kvůli mimice nedotýká vos a včel, ale jsou mezi nimi druhy, které jedí jak vosy, tak včely, a jejich napodobitelé. Ježek a sekretářka jedí hady bez újmy. Ulita suchozemských želv je spolehlivě chrání před nepřáteli, ale dravci je zvednou do vzduchu a rozbijí o zem.

Jakékoli úpravy jsou účelné pouze v prostředí obvyklém pro daný druh. Když se změní podmínky prostředí, ukáží se, že jsou pro tělo zbytečné nebo škodlivé. Neustálý růst řezáků hlodavců je velmi důležitou vlastností, ale pouze při konzumaci pevné stravy. Pokud je potkan držen na měkké potravě, řezáky, aniž by se opotřebovaly, dorostou do takové velikosti, že krmení je nemožné.

Jakákoli struktura a jakákoli funkce je tedy adaptací na vnější prostředí charakteristické pro daný druh nebo, jak říkají moderní vědci, „tady a teď“. Evoluční změny – vznik nových populací a druhů, vznik nebo zánik orgánů, komplikace organizace – jsou důsledkem vývoje adaptací. Výsledkem je účelnost živé přírody historický vývoj druhu za určitých podmínek, takže je vždy relativní a dočasná.

Kotevní body

• Péče o potomstvo vzniká jako způsob, jak zajistit přežití druhu v zázemí vysoký stupeň rozvoj nervový systém a je jednou z forem fyziologických adaptací.
• Jakékoli přizpůsobení, včetně těch, které jsou způsobeny behaviorálními reakcemi, jsou relativní a vhodné pouze ve specifických podmínkách existence.

Otázky a úkoly k opakování

• 1. Proč mají druhy zvířat, které se starají o potomstvo, méně potomků? Dát příklad.
• 2. Jaká je relativní povaha adaptivních vlastností v organismech? Uveďte příklady specifické pro rostliny a zvířata.

1. Adaptabilita organismů na prostředí, její příčiny. Relativní povaha kondice organismů. Adaptabilita rostlin na využití světla v biogeocenóze.

2. Změny v biosféře pod vlivem lidské činnosti. Udržování rovnováhy v biosféře jako základ její integrity.

3. Vyřešte problém střední povahy dědičnosti.

1. Adaptabilita - soulad stavby buněk, tkání, orgánů, orgánových soustav s vykonávanými funkcemi, znaky organismu s prostředím. Příklady: přítomnost krist v mitochondriích - přizpůsobení se umístění velkého počtu enzymů zapojených do oxidace organických látek; protáhlý tvar nádob, jejich silné stěny - přizpůsobivost pohybu vody podél nich s minerály v ní rozpuštěnými v rostlině. Zelená barva kobylek, kudlanek, mnoha housenek motýlů, mšic, býložravých brouků je adaptací na ochranu před sežráním ptáky.

2. Příčiny zdatnosti - hybné síly evoluce: dědičná variabilita, boj o existenci, přírodní výběr.

3. Vznik adaptací a jeho vědecké vysvětlení. Příklad utváření zdatnosti v organismech: hmyz dříve neměl zelenou barvu, ale byl nucen přejít na krmení rostlinnými listy. Populace jsou barevně heterogenní. Ptáci jedli vysoce viditelné jedince, jedinci s mutacemi (vzhledem k zeleným odstínům u nich) byli na zeleném listu méně viditelní. Během rozmnožování u nich vznikaly nové mutace, ale jedinci se zelenými tóny byli převážně zachováni přirozeným výběrem. Po mnoha generacích získali všichni jedinci této populace hmyzu zelenou barvu.

4. Relativní povaha zdatnosti. Znaky organismů odpovídají pouze určitým podmínkám prostředí. Když se podmínky změní, stanou se neužitečnými a někdy i škodlivými. Příklady: ryby dýchají žábrami, kterými se kyslík z vody dostává do krve. Na souši nemohou ryby dýchat, protože kyslík ze vzduchu neproniká do žáber. Zelená barva hmyzu je zachrání před ptáky pouze tehdy, když jsou na zelených částech rostliny, na jiném pozadí jsou viditelné a nechráněné.

5. Vrstvené uspořádání rostlin v biogeocenóze je příkladem jejich adaptability na využití světelné energie. Umístění v první vrstvě nejvíce světlomilných rostlin a v nejnižší - tolerantní vůči stínu (kapraď, kopyto, oxalis). Husté uzavření korun v lesních společenstvech je důvodem malého počtu pater v nich.

2. 1. Biosféra - integrální, relativně stabilní, gigantická ekologický systém, závislost rovnováhy, která se v ní historicky vyvinula, na vazbách mezi jejími obyvateli, jejich přizpůsobivosti prostředí, na roli živé hmoty v biosféře a na vlivu lidské činnosti.

2. Příčiny globálních změn v biosféře: populační růst, rozvoj průmyslu, silniční, železniční, letecká doprava, vznik složitých silničních sítí, intenzivní těžba, výstavba elektráren, rozvoj Zemědělství atd.

3. Negativní důsledky rozvoje průmyslu, dopravy, zemědělství - znečištění veškerého životního prostředí (půda-vzduch, voda, půda), ztráta úrodnosti půdy, zmenšování orné půdy, destrukce velké plochy lesy, vymizení mnoha druhů rostlin a živočichů, vznik nových patogenů nebezpečných pro lidský život (viry AIDS, infekční hepatitidy atd.), snížení stavů čistá voda vyčerpávání fosilních zdrojů atd.

4. Znečištění biosféry v důsledku zemědělské činnosti. Používání vysokých dávek pesticidů je příčinou znečištění půdy, vody v nádržích, úbytku živočišných druhů v nich žijících, zpomalení životně důležité činnosti rozkladačů (ničí organické zbytky a přeměňují je na vhodné k jídlu) .

rostlinné minerály). Porušení norem pro aplikaci minerálních hnojiv je příčinou znečištění půdy dusičnany, jejich hromadění v potravinách a otravy lidí jimi.

5. Druhy průmyslového znečištění biosféry: 1) chemické - uvolnění do biosféry stovek látek, které dříve nebyly v přírodě (kyselé deště apod.); 2) záření, hluk, biologické znečištění, jejich negativní vliv na lidské zdraví, Živá hmota biosféra.

6. Racionální hospodaření s přírodou- hlavní způsob ochrany biosféry před znečištěním, záchrany zdrojů před vyčerpáním, rostlinných a živočišných druhů před vyhynutím, udržení rovnováhy a celistvosti biosféry.

3. Při řešení problému je třeba vycházet ze skutečnosti, že v první generaci hybridů bude dominance neúplná, ačkoli potomstvo bude jednotné. Nebude se jevit jako dominantní ani recesivní rys, ale přechodný. Například rostlina noční krásy neporoste s červenými a bílými květy, ale s růžovými. Ve druhé generaci dojde k štěpení a objeví se tři skupiny jedinců podle fenotypu: jedna část s dominantním znakem (červené květy), jedna část s recesivním znakem (bílé květy), dvě části heterozygotů s intermediárním znakem (růžový).

Organismy, které jsou nejlépe přizpůsobeny svému prostředí, přežívají díky selekci, ale adaptace jsou vždy relativní. Dostatek drobných změn v prostředí, protože to, co bylo užitečné v předchozích podmínkách, ztrácí svou adaptivní hodnotu.

Příklady relativních armatur

Tygr ussurijský má ochranné zbarvení, které ho v létě dobře schová v houštinách, ale v zimě, po napadnutí sněhu, zbarvení demaskuje dravce. S nástupem podzimu zajíc líná, ale pokud je sněžení zpožděno, zbělený zajíc je jasně viditelný na tmavém pozadí holých polí.

Vlastnosti organismu ani za podmínek, ve kterých byly zachovány selekcí, nikdy nedosáhnou absolutní dokonalosti. Vajíčko škrkavky je tedy dobře chráněno před účinky jedů, ale rychle umírá z nedostatku vlhkosti a vysoké teploty.

Jedovaté žlázy jsou spolehlivou obranou mnoha zvířat, ale jed karakurt, který je smrtelný pro velbloudy a skot, je bezpečný pro ovce a prasata. Zmije nepředstavuje pro ježka nebezpečí.

Stonky Euphorbia nejsou požírány býložravými savci, ale zůstávají bezbranné proti housenkám jestřába Euphorbia atd. Výběr má vždy široké pole působnosti pro další zlepšování adaptací.

Pokud se podmínky změní, ujednání, která byla dříve účelná, přestanou platit. Pak se objevují nové adaptace a formy, které byly dříve „účelné“, odumírají.