Relatívna povaha svietidiel. Príklady úprav Aká je relatívna povaha zdatnosti

Darwinova teória vysvetlila vznik druhov na základe prirodzeného výberu ako grandiózny a všeobsiahly proces postupných zmien adaptácií, vysvetlila aj fenomén účelovej štruktúry organických foriem. Formy zariadení ako odraz účelnosti sú nekonečne rozmanité: plavecký mechúr v tele ryby je naplnená vzduchom a odľahčuje hmotu jej tela; je pohodlnejšie prekonávať močiare na dlhých nohách široko rozmiestnenými prstami ako volavka alebo širokými kopytami ako los; skákajúce zvieratá majú vyvinutejšie zadné končatiny (klokan, kobylka, žaba). U zvierat, ktoré vedú podzemný životný štýl, sú končatiny v tvare rýľov a prispôsobené na kopanie zeme. Rastliny a živočíchy sa účelne prispôsobujú denným a ročným výkyvom teploty a vlhkosti.

Prívrženci idealistických názorov a služobníci cirkvi vo fenoménoch prispôsobivosti organizmov a ich cieľavedomej štruktúre videli výraz všeobecnej harmónie prírody, údajne vyvierajúcej z jej tvorcu. Teória Ch.Darwinovej odmieta akúkoľvek účasť na vzniku zariadení nadprirodzených síl, presvedčivo dokázala, že celé zviera resp. zeleninový svet od svojho vzniku sa zdokonaľuje cestou účelného prispôsobovania sa životným podmienkam: vode, vzduchu, slnečnému žiareniu, gravitácii. Úžasnú harmóniu živej prírody, jej dokonalosť vytvára sama príroda: boj o prežitie. Tento boj je silou, ktorá dáva silu koreňom, sofistikovanú krásu kvetom, spôsobuje bizarnú mozaiku usporiadania listov a brúsi zuby, dáva silnú silu svalom, ostrosť zraku, sluchu a inštinktov u mnohých zvierat.

Prispôsobivosť ako výraz účelnosti sa prejavuje vo všetkom. Predátori majú napríklad pazúry, tesáky, zobáky, jedovaté zuby, z ktorých môže byť pre obeť veľmi ťažké uniknúť. Ale v boji o život boli vyvinuté aj ochranné prostriedky: niektorí reagujú na silu silou, iní si šetria nohy, ďalší majú ulitu, ulitu, ihličie atď. rokov prirodzeného výberu prijali farbu a tvar sršňov, ôs, stali sa podobnými jedovatým alebo nepožívateľným formám. Ich imitujúca farba alebo tvar je zároveň ochranný, pretože sa zhoduje s pozadím prostredia: robí predátorov neviditeľnými a pomáha im priplížiť sa ku koristi a umožňuje prenasledovaným druhom ukryť sa pred nepriateľmi. Ak by hmyz prenasledovaný vtákmi nemal farbu ako zelená tráva alebo kôra stromov, vtáky by ho vyhubili. Perie jarabice tundrovej splýva s tónom skál a štítov pokrytých lišajníkmi, medzi uschnutými a opadanými dubovými listami atď. telo, čím odplašíte vtáky.

Rôzne úpravy bránia väčšine rastlín v samoopelení, čo im umožňuje šíriť ovocie a semená, alebo vďaka ich ostňom odolávať požieraniu bylinožravcami. Vôňa a jasné farby kvetov vznikli ako adaptácia na prilákanie hmyzu, ktorý kvety navštevuje a krížovo opeľuje tieto rastliny, alebo ako adaptácia na efektívnejšiu absorpciu slnečné lúče určitú dĺžku.

Ochranné sfarbenie. Ochranné sfarbenie je vyvinuté u druhov, ktoré žijú otvorene a môžu byť prístupné nepriateľom. Toto sfarbenie spôsobuje, že organizmy sú menej viditeľné na pozadí okolia. Niektoré majú jasný vzor (farba zebry, tigra, žirafy) - striedajú sa svetlé a tmavé pruhy a škvrny. Toto sfarbenie imituje striedanie škvŕn svetla a tieňa.

Maskovanie. Kamufláž - zariadenie, pri ktorom tvar tela a farba zvieraťa splýva s okolitými predmetmi. Napríklad húsenice niektorých motýľov tvarom tela a farbou pripomínajú uzly.

Mimikry. Mimikry je napodobňovanie menej chráneného organizmu jedného druhu viac chráneným organizmom iného druhu. Táto napodobenina sa môže prejaviť tvarom tela, sfarbením a pod. Takže niektoré druhy nejedovatých hadov a hmyzu sú podobné jedovatým. Mimikry sú výsledkom selekcie na podobné mutácie v rôzne druhy. Pomáha nechráneným živočíchom prežiť, prispieva k zachovaniu organizmu v boji o existenciu.

Varovné (hrozivé) sfarbenie Druhy majú často jasné, nezabudnuteľné sfarbenie. Keď sa vták pokúsi ochutnať nejedlú lienku, ktorá uštipne osu, bude si ich žiarivú farbu pamätať na celý život.

(Podľa osobnej stránky Andrey Ivanov)

Darwin v doktríne prirodzeného výberu nielen materialisticky zdôvodnil zdatnosť organizmov (ich účelnú štruktúru), ale ukázal aj jej relatívnu povahu. Takže varovné a ochranné sfarbenie, rôzne iné ochranné zariadenia nepôsobia na všetkých prenasledovateľov, ale ak majú zariadenia, je menej pravdepodobné, že budú jednotlivci napadnutí. Majitelia žihadla - osy, včely, sršne - sú ľahko zjedené mucholapky, včelári. Lietajúce ryby, vyskakujúce z vody do vzduchu, obratne unikajú pred dravými rybami, čo však využíva albatros, ktorý vo vzduchu predbieha svoju korisť. Korytnačia škrupina - dobrá ochrana, však ju orol zdvihne do vzduchu a hodí na skaly; škrupina sa rozbije a orol zje korytnačku.

Každé zviera a rastlina sa nemôžu plne prispôsobiť všetkým podmienkam, ktoré sa vyvinuli počas života na Zemi. Akékoľvek zariadenie zostane zachované, pokiaľ je podopreté prirodzený výber, ale zmizne, len čo prestane byť užitočný. Ako príklad zmeny adaptácií možno uviesť vývoj ochranného sfarbenia motýľa brezového.

Základom Darwinovej teórie je teda doktrína prirodzeného výberu, hlavného a vedúceho faktora evolúcie. V boji o existenciu na základe dedičnej premenlivosti dochádza k postupnej zmene adaptácií a k prežitiu najsilnejších, zvyšuje sa rozmanitosť foriem živej prírody, prebieha proces speciácie a všeobecný progresívny vývoj rastliny. a odohráva sa svet zvierat. V tejto teórii boli vyriešené dva problémy: mechanizmus speciácie a pôvod účelnosti organického sveta.

Adaptabilita organizmov ako výsledok evolúcie (T.A. Kozlová, V.S. Kuchmenko. Biológia v tabuľkách. M., 2000)

Aké má vlastnosti? Ako sa prejavuje relatívna povaha zdatnosti kaktusu, chameleóna, korytnačky?

Organizmy a prostredie

Každý samostatný pohľadživé bytosti majú svoj vlastný biotop. V jeho medziach pôsobia rôzne faktory, ktoré majú špeciálne vlastnosti, napríklad určitá teplota vzduchu, slanosť pôdy alebo vody, určití obyvatelia.

Aby telo prežilo v konkrétnom prostredí, musí sa mu prispôsobiť. Kto to urobí čo najefektívnejšie, bude schopný prežiť a mať potomkov. Rastliny, zvieratá a dokonca aj ľudia si vyvinuli rôzne nástroje, ktoré im pomáhajú prispôsobiť sa.

Tieto nástroje vznikali postupne. Druhy, ktoré mali nejakú výhodu v štruktúre alebo farbe, prežili za určitých podmienok lepšie ako iné. Užitočné vlastnosti sa zdedili a stali sa výraznejšími. S časom potrebné znaky sa stanú charakteristické pre všetkých členov druhu alebo populácie.

Relatívna povaha kondície

Prispôsobivosť je prítomnosť znakov u zvierat alebo rastlín, ktoré zodpovedajú ich životnému štýlu a prostrediu, v ktorom sa nachádzajú. Napríklad telo rýb je aerodynamické a pokryté slizom, aby sa uľahčil pohyb vo vode. O arktické medvede biela farba, aby čo najviac splynula s prostredím.

Vyvinuté pomocné mechanizmy u predstaviteľov voľne žijúcich živočíchov však nie sú absolútne, ale relatívne. Prečo je kondícia relatívna? Všetko je jednoduché. Ak sa telo prispôsobí špecifickým podmienkam prostredia, potom môže byť nepripravené na iné podmienky. sa zvyčajne menia rýchlejšie ako organizmy, ktoré na to potrebujú aspoň niekoľko generácií.

Relatívna povaha zdatnosti sa prejavuje aj v tom, že so spoľahlivým prostriedkom ochrany pred niektorými nepriateľmi (svetlá farba, tŕne alebo jed) sa môžete dostať do siete iných. Jed mnohých hadov teda ovplyvňuje malú korisť, vystrašuje veľké cicavce, ale nezastavuje ježkov a mongoózy, ktoré sa živia hadmi. Nižšie zvážime podrobné príklady.

kaktusy

Skvelý príklad prežitia drsné podmienky demonštrovať rastliny Cítia sa skvele v prostredí, ktoré je pre mnohé živé bytosti neznesiteľné. Rastliny sú bežné v púšťach a polopúšťach, horách, savanách, suchých lesoch.

Silná mäsitá stonka vám umožňuje akumulovať veľa vlhkosti zo vzduchu a ostne jej nedovoľujú odparovať sa. Okrem toho ostré tŕne odstrašujú tých, ktorí chcú jesť kaktus. Silne vyvinuté korene, siahajúce do hlbokých podzemných vôd, nasýtia rastlinu vodou.

Rastlina je tak plne pripravená na život v regiónoch, kde sú zrážky extrémne zriedkavé. Relatívna povaha adaptability kaktusu spočíva v tom, že keď sa zmenia podmienky, napríklad s nástupom dlhotrvajúcich lejakov, rastlina môže zomrieť na nadmerný príjem vody do tela.

AT podmienky miestnosti všetky výhody kaktusu sa stratia a stanú sa neutrálnymi. Mohutná stonka a tŕne už nebudú niesť tie funkcie dôležité pre prežitie, zostane len estetická stránka.

Chameleóny

Chameleóny trávia väčšinu času na stromoch, flexibilné končatiny pomáhajú chameleónom vyliezť na ne. Prsty zvierat zrástli a vytvorili dve takmer protiľahlé skupiny (vyzerajú ako pazúr), chvost je skrútený a dlhý - to všetko uľahčuje uchopenie konárov a pohyb po nich.

Relatívna povaha prispôsobivosti chameleóna spočíva práve v jeho farbe. Prirodzená farba zvieraťa ho čo najviac maskuje pod prostredím a robí ho neviditeľným pre predátorov. Chameleóny však často menia farbu a používajú ju ako komunikačný prostriedok.

Niektoré druhy sú schopné premaľovať takmer všetkými farbami. Vyjadrujú tak svoju reakciu na zmenu osvetlenia, vlhkosti, či vzhľadu iných zvierat. V momente nebezpečenstva je „jašterica“ v strese a môže sa zmeniť na jasne červenú alebo žltú, čím sa rozdá, namiesto toho, aby splynula a skryla sa.

Korytnačky

Plazy jedinečné vo svojej štruktúre sú korytnačky. Telo zvierat je v hustej škrupine, pokryté kožou alebo nadržanými štítmi. Trochu pripomína mušľu, keďže sa skladá z hornej a spodnej časti.

Korytnačka sa nenachádza len vo vnútri panciera, predstavuje s ním jeden celok. Horná časť „rámu“ je zrastená s chrbticou zvieraťa, spodná časť je tvorená kľúčnou kosťou a brušnými rebrami. Korytnačku nemožno vytiahnuť z "domu" bez toho, aby ju ochromili.

V prípade nebezpečenstva zviera schová hlavu a končatiny dovnútra. Ako sa v tomto prípade prejavuje relatívna povaha zdatnosti? Dravce nedokážu prehrýzť pancier ani z neho vybrať korytnačku. Orly ju však zdvihnú vysoko nad zem, uvoľnia ju, aby sa škrupina rozbila, a potom svoju korisť zožerú.

Záver

Fitnes organizmov je korešpondencia ich vonkajších a vnútorná štruktúra správanie prostredia, v ktorom žijú. Vzniká v priebehu dlhého historického procesu a je dôležitým faktorom evolúcie.

Relatívna povaha kondície je taká vlastnosti organizmy mu môžu pomôcť len v určitých podmienkach a situáciách. Keď sa zmenia vonkajšie faktory, úpravy môžu byť neúčinné a niekedy môžu poškodiť ich vlastníka.

Druhy rastlín a živočíchov sú pozoruhodne prispôsobené podmienkam prostredia, v ktorom žijú. Je známe veľké množstvo najrozmanitejších znakov štruktúry, ktoré poskytujú vysokú úroveň adaptability druhu na životné prostredie. V koncepte" zdatnosť druhu" zahŕňať nielen vonkajšie znaky, ale tiež zhoda budov vnútorné orgány funkcie, ktoré vykonávajú, ako je dlhý a zložitý tráviaci trakt živočíchov živiacich sa rastlinami (prežúvavcov). Do pojmu zdatnosť patrí aj súlad fyziologických funkcií organizmu so životnými podmienkami, ich komplexnosť a rôznorodosť.

Adaptívne znaky stavby, farby tela a správania zvierat. V skutočnosti je celá štrukturálna a funkčná organizácia predstaviteľov konkrétneho druhu prispôsobivá podmienkam, v ktorých žije. túto skupinu. Najviac názorná je štruktúra tela a farba kože.

Tvar tela. U zvierat sa tvar tela prispôsobuje prostrediu. Vzhľad vodného cicavca delfína je dobre známy. Jeho pohyby sú ľahké a presné. Nezávislá rýchlosť vo vode dosahuje 40 km/h. Často sú opísané prípady, ako delfíny sprevádzajú vysokorýchlostné námorné plavidlá, napríklad torpédoborce pohybujúce sa rýchlosťou 65 km / h. Vysvetľuje sa to tým, že delfíny sa prichytávajú na provu lode a využívajú hydrodynamickú silu vĺn lode. Ale to nie je ich prirodzená rýchlosť. Hustota vody je 800-krát väčšia ako hustota vzduchu. Ako to delfín dokáže prekonať? Ideálnu adaptabilitu delfína na prostredie a životný štýl napomáha okrem iných konštrukčných vlastností aj tvar tela. Tvar tela v tvare torpéda zabraňuje vytváraniu vírenia vodných tokov okolo delfína.

Efektívny tvar tela prispieva k rýchlemu pohybu zvierat vo vzduchu. Letové a obrysové perie pokrývajúce telo vtáka úplne vyhladzujú jeho tvar. Vtáky nemajú vyčnievajúce ušnice, pri lete zvyčajne stiahnu nohy. Výsledkom je, že vtáky sú oveľa rýchlejšie ako všetky ostatné zvieratá. Napríklad sokol sťahovavý sa ponára na svoju korisť rýchlosťou až 290 km/h. Vtáky sa pohybujú rýchlo aj vo vode. Bol pozorovaný tučniak, ktorý pláva pod vodou rýchlosťou približne 35 km/h.

U zvierat, ktoré vedú tajný, skrytý spôsob života, sú užitočné úpravy, ktoré im dávajú podobnosť s environmentálnymi objektmi. Bizarný tvar tela rýb žijúcich v húštinách rias im pomáha úspešne sa skrývať pred nepriateľmi. U hmyzu je rozšírená podobnosť s predmetmi prostredia. Chrobáky sú známe svojimi vzhľad pripomínajúce lišajníky, cikády, podobné tŕňom tých kríkov, medzi ktorými žijú. Tyčinkový hmyz vyzerá ako malá hnedá alebo zelená vetvička (obr. 19.5), zatiaľ čo orthoptera napodobňuje list. Ploché telo má ryby, ktoré vedú bentický životný štýl.

Ryža. 19.5.

Farbenie tela. Slúži aj ako obrana proti nepriateľom. ochranné sfarbenie. Patronizácia je sfarbenie vnútorných častí tela, ktoré zabezpečuje ich majiteľom úspech v boji o existenciu. Zvyčajne vedci rozlišujú medzi zatajovacím alebo naopak varovným sfarbením. Vtáky, ktoré inkubujú vajíčka na zemi, splývajú s okolitým pozadím. Ich vajíčka, ktoré majú pigmentovanú škrupinu, a mláďatá, ktoré sa z nich liahnu, sú tiež sotva badateľné (obr. 19.6). Ochranný charakter pigmentácie vajec potvrdzuje skutočnosť, že u druhov, ktorých vajcia sú pre nepriateľov nedostupné - veľkých predátorov, alebo u vtákov, ktoré kladú vajíčka na kamene alebo ich zahrabávajú do zeme, nevzniká ochranná farba škrupiny.

Ryža. 19.6.

potomstvo na zemi

Ochranné sfarbenie je rozšírené medzi širokou škálou zvierat. Húsenice motýľa sú často zelené, farba listov, alebo tmavé, farba kôry alebo zeme. Ryby na dne sú zvyčajne natreté tak, aby zodpovedali farbe piesočnatého dna (raje a platesy). Platesy sú zároveň schopné meniť farbu v závislosti od farby okolitého pozadia. Schopnosť meniť farbu redistribúciou pigmentu v koži tela je známa aj u suchozemských zvierat (chameleón). Púštne zvieratá majú zvyčajne žltohnedú alebo pieskovožltú farbu. Monochromatické ochranné sfarbenie charakteristické pre hmyz (kobylky) a malé jašterice, ako aj pre veľké kopytníky (antilopy) a dravce (levy).

Ak pozadie prostredia nezostáva konštantné v závislosti od ročného obdobia, veľa zvierat mení farbu. Napríklad obyvatelia stredných a vysokých zemepisných šírok (polárna líška, zajac, hranostaj, ptarmigan) sú v zime bieli, čo ich robí na snehu neviditeľnými.

Dvojfarebné maskovanie sa často vyskytuje u vodných živočíchov. Takže u väčšiny rýb, napríklad u sleďov, je chrbát silne pigmentovaný a ventrálna strana tela je svetlá. Ak sa na rybu pozriete zhora, zo zóny väčšieho osvetlenia, tak na pozadí prehlbujúcej sa tmy je tmavý chrbát takmer neviditeľný. Naopak, pri pohľade z hĺbky - v smere väčšieho osvetlenia - je brucho nepostrehnuteľné. Toto sfarbenie je dôležité aj pre predátorov (delfíny, žraloky atď.) a pre ich obete.

Ďalším variantom skrývania sfarbenia je pitevné sfarbenie. Vyznačuje sa striedaním tmavých a svetlých pruhov a škvŕn na tele, zodpovedajúcim zmene svetla a tieňa v biotope obvyklom pre daný druh (obr. 19.7). Takáto náhoda robí organizmus nepostrehnuteľným v dôsledku porušenia myšlienky jeho formy. Napríklad tiger loví v zálohe na okrajoch, kde sa trsy žltej trávy striedajú s tmavou pôdou. Zebra, ktorá sa živí listami kríkov, je v savane takmer neviditeľná na pozadí viacerých kmeňov. Okrem toho pitevné sfarbenie narúša predstavu o obrysoch tela, čo ho robí ešte efektívnejším.

Ryža. 19.7.

Často je však u zvierat telesná farba, ktorá sa neskrýva, ale naopak púta pozornosť, demaskuje. Toto sfarbenie je charakteristické pre jedovatý, pálivý alebo bodavý hmyz: včely, osy, pľuzgiere. Lienka, veľmi nápadná, vtáky nikdy neklujú kvôli jedovatému tajomstvu, ktoré vylučuje hmyz. Nejedlé húsenice majú jasnú výstražnú farbu, veľa Jedovaté hady. Jasné sfarbenie vopred varuje predátora o márnosti a nebezpečenstve útoku. Prostredníctvom pokusov a omylov sa dravci rýchlo naučia vyhýbať sa útoku na korisť výstražný náter.

Účinnosť varovného sfarbenia bola príčinou veľmi zaujímavého javu – napodobňovania, príp mimikry(z gréčtiny. mimikos- napodobňovacie). Mimikry sa nazývajú podobnosť bezbranného alebo jedlého druhu s jedným alebo viacerými nepríbuznými druhmi, ktoré sú dobre chránené a majú výstražnú farbu. OD Lienka jeden z druhov švábov je veľmi podobný veľkosťou, tvarom tela a rozložením stareckých škvŕn. Niektoré jedlé motýle napodobňujú tvarom tela a sfarbením jedovaté motýle, muchy – osy. Vznik mimikry je spojený s akumuláciou pod kontrolou prirodzeného výberu malých úspešných mutácií v jedlé druhy v podmienkach ich spoločného biotopu s nejedlými.

Je zrejmé, že napodobňovanie niektorých druhov inými je opodstatnené: vyhubená je oveľa menšia časť jedincov druhov, ktoré slúžili ako vzor, ​​aj imitátorov. Je však potrebné, aby počet druhov imitátorov bol podstatne menší ako počet modelov. V opačnom prípade je mimika k ničomu: predátor sa nevyvinie vytrvalo podmienený reflex tvar alebo farbu, ktorej sa treba vyhnúť. Ako sa udržiava početnosť mimických druhov na nízkej úrovni? Ukázalo sa, že genofond týchto druhov je nasýtený smrteľnými mutáciami. V homozygotnom stave tieto mutácie spôsobujú smrť hmyzu, v dôsledku čoho sa vysoké percento jedincov nedožije pohlavnej dospelosti.

Okrem ochranno - patronizačného sfarbenia u zvierat a rastlín sa dodržiavajú aj iné prostriedky ochrany. Rastliny často tvoria ihličie a tŕne, ktoré ich chránia pred zožratím bylinožravcami (kaktusy, divoká ruža, hloh, rakytník atď.). Rovnakú úlohu zohrávajú jedovaté látky, ktoré spaľujú chĺpky napríklad v žihľave. Kryštály šťavelanu vápenatého, ktoré sa hromadia v tŕňoch niektorých rastlín, ich chránia pred tým, aby ich zožrali húsenice, slimáky a dokonca aj hlodavce. Pred mnohými nepriateľmi ich dobre chránia útvary v podobe tvrdého chitínového obalu u článkonožcov (chrobáky, kraby), ulity v mäkkýšoch, šupiny v krokodíloch, ulity v pásavcoch a korytnačkách. Brká ježka a dikobraza slúžia rovnako. Všetky tieto zariadenia sa mohli objaviť len ako výsledok prirodzeného výberu, t.j. preferenčné prežitie je lepšie ako chránené jedince.

Správanie. O prežitie organizmov v boji o existenciu veľký význam má adaptívne správanie. Ochranný účinok varovného sfarbenia sa zvýši, keď sa skombinuje s vhodným správaním. V tŕstí hniezdi napríklad hrbolček. Vo chvíľach nebezpečenstva si natiahne krk, zdvihne hlavu a zamrzne. V tejto polohe je ťažké odhaliť aj na blízky dosah. Mnohé iné živočíchy, ktoré nemajú prostriedky aktívnej ochrany, v prípade nebezpečenstva zaujmú kľudovú polohu a zamrznú (hmyz, ryby, obojživelníky, vtáky). Výstražné sfarbenie u zvierat je naopak kombinované s demonštratívnym správaním, ktoré dravca odstraší.

Okrem skrývania alebo demonštratívneho, zastrašujúceho správania, keď sa nepriateľ priblíži, existuje mnoho ďalších možností. adaptívne správanie, zabezpečenie prežitia dospelých alebo mladistvých. To zahŕňa aj skladovanie potravín na nepriaznivé ročné obdobie. To platí najmä pre hlodavce. Napríklad hraboš domáci, bežný v zóne tajgy, zbiera zrná obilnín, suchú trávu, korene - celkovo až 10 kg. Zahrabané hlodavce (krtky a pod.) nahromadia až 14 kg kúskov dubových koreňov, žaluďov, zemiakov, stepného hrachu. Veľký pieskomil žijúci v púštiach Strednej Ázie začiatkom leta kosí trávu a zaťahuje ju do dier alebo ju necháva na povrchu vo forme stohov. Toto krmivo sa používa v druhej polovici leta, jesene a zimy. Bobor riečny zbiera pne stromov, konáre a pod., ktoré vkladá do vody v blízkosti svojho obydlia. Tieto sklady môžu dosahovať objem 20 m 3 . Zásoby krmiva tvoria aj dravé zvieratá. Norky, niektoré fretky a psovité šelmy skladujú žaby, hady, malé zvieratá atď., pričom ich zabíjajú a na určitých miestach zahrabávajú.

Príkladom adaptívneho správania je čas najväčšej aktivity. V púšťach veľa zvierat vychádza loviť v noci, keď horúčavy ustúpia. Špecializácia činnosti zvierat podľa dennej doby viedla napríklad u vtákov k vzniku celost environmentálnych skupín typy. Takže „noční dravci“ (sovy, výry atď.) lovia v noci a „denné“ - sokol, orol skalný, orol - za denného svetla.

Kotviace body

• Celá organizácia akéhokoľvek druhu živých organizmov sa prispôsobuje podmienkam, v ktorých žije.
• Adaptácie organizmov na prostredie sa prejavujú na všetkých úrovniach organizácie: biochemickej, cytologickej, histologickej a anatomickej.
• Fyziologické adaptácie sú príkladom odrazu štrukturálnych čŕt organizácie v daných podmienkach existencie.

• 1. Uveďte príklady adaptability organizmov na podmienky existencie.
• 2. Prečo majú niektoré druhy zvierat jasnú demaskovaciu farbu?
• 3. Čo je podstatou fenoménu mimikry?
• 4. Ako sa udržiava nízky počet mimických druhov?
• 5. Rozširuje sa pôsobenie prirodzeného výberu na správanie zvierat? Uveďte príklady.

Starostlivosť o potomstvo. Zvlášť dôležité sú zariadenia, ktoré chránia potomkov pred nepriateľmi. Starostlivosť o potomstvo sa môže prejaviť v iná forma. Mnoho rýb stráži vajíčka, ktoré sú uložené medzi kameňmi, aktívne odháňajú a kousajú blížiacich sa možných nepriateľov. Azovské a kaspické gobie kladú vajíčka do dier vykopaných v bahnitom dne a potom ho strážia počas celého svojho vývoja. Samček lipkavca si stavia hniezdo s vchodom a východom. Niektorí sumec americký nalepiť kaviár na brucho a nosiť ho na sebe po celú dobu vývoja. Mnohé ryby liahnu vajíčka v ústach alebo dokonca v žalúdku. Počas tejto doby rodič nič neje. Vyliahnutý plôdik sa nejaký čas zdržiava v blízkosti samice (alebo samca, podľa druhu) a v prípade nebezpečenstva sa ukryje v ústach matky. Existujú druhy žiab, u ktorých sa vajíčka vyvíjajú v špeciálnom plodovom vačku na chrbte alebo v hlasivkových vakoch samca.

Najväčšia bezpečnosť potomstva sa samozrejme dosiahne, keď sa embryá vyvinú telo matky(obr. 19.8). Plodnosť v týchto prípadoch (rovnako ako v iných formách starostlivosti o potomstvo) klesá, ale je to kompenzované zvýšením miery prežitia mláďat.

Ryža. 19.8.

U článkonožcov a nižších stavovcov vedú výsledné larvy nezávislým životným štýlom a nezávisia od svojich rodičov. Ale v niektorých prípadoch sa rodičovská starosť o potomstvo prejavuje vo forme poskytnúť im potravu. Slávny francúzsky prírodovedec J.A. Fabre prvýkrát opísal toto správanie u osamelých os. Osy útočia na chrobáky, pavúky, cvrčky, modlivky, húsenice rôznych motýľov, znehybnia ich zapichnutím žihadla presne do nervových uzlín (obr. 19.9) a kladú na ne vajíčka.

Ryža. 19.9.Jediná osa vtiahne ochrnutú kobylku do svojho hniezda: budúca larva dostane jedlo

Liahnuce sa larvy osy dostávajú potravu: živia sa tkanivami živej obete, rastú a potom sa zakuklia.

Opísané príklady starostlivosti o potomstvo u článkonožcov a nižších stavovcov sa vyskytujú u veľmi malého počtu druhov. Vo väčšine prípadov sú oplodnené vajíčka ponechané samy na seba. To vysvetľuje veľmi vysokú plodnosť bezstavovcov a nižších stavovcov. Veľké množstvo potomkov v podmienkach vysokej vyhubiteľnosti mláďat slúži ako prostriedok boja o existenciu druhu ako celku.

U vyšších stavovcov sa pozorujú podstatne zložitejšie a rôznorodejšie formy starostlivosti o potomstvo. Komplexné inštinkty a schopnosť individuálneho učenia im umožňuje vychovávať potomkov s oveľa väčším úspechom. Takže vtáky kladú oplodnené vajíčka v špeciálnych zariadeniach - hniezda a nielen k životnému prostrediu, ako to robia všetky druhy nižších tried. Vajíčka sa vyvíjajú pod vplyvom tepla, ktoré im dodáva telo rodičov, a nezávisia od náhodných poveternostných podmienok. Rodičia chránia hniezdo pred nepriateľmi tak či onak. Väčšina druhov vtákov nenecháva vyliahnuté mláďatá napospas osudu, ale dlho kŕmiť a chrániť. To všetko prudko zvyšuje efektivitu reprodukcie v tejto skupine zvierat.

Najvyšší stupeň vývoja dosahujú formy správania u cicavcov. To sa prejavuje aj vo vzťahu k mláďatám. Zvieratá svoje potomstvo nielen kŕmia, ale učia ich aj chytať korisť. Darwin si to tiež všimol dravé šelmy naučiť svoje mláďatá vyhýbať sa nebezpečenstvu, vrátane poľovníkov.

Jedinci s pokročilejšími formami starostlivosti o potomstvo teda prežívajú vo väčšom počte a tieto vlastnosti si odovzdávajú z generácie na generáciu.

Fyziologické adaptácie. Vhodný tvar a farba tela, vhodné správanie zabezpečujú úspech v boji o existenciu len vtedy, keď sa tieto znaky spoja s prispôsobivosťou životných procesov životným podmienkam, t.j. fyziologické adaptácie. Bez takýchto prispôsobení nie je možné udržať stabilný metabolizmus v tele v neustále sa meniacich podmienkach prostredia. Pozrime sa na niekoľko príkladov.

U suchozemských obojživelníkov veľké množstvo voda sa stráca cez kožu. Mnohé z ich druhov však prenikajú aj do púští a polopúští. Prežitie obojživelníkov v podmienkach nedostatku vlahy v týchto biotopoch zabezpečuje množstvo úprav. Menia charakter činnosti: je načasovaná na obdobia vysoká vlhkosť. V miernom pásme sú v noci a po dažďoch aktívne ropuchy a žaby. Na púšti žaby lovia iba v noci, keď sa na pôde a vegetácii zráža vlhkosť a cez deň sa schovávajú v norách hlodavcov. U druhov púštnych obojživelníkov, ktoré sa množia v dočasných nádržiach, sa larvy vyvíjajú veľmi rýchlo a v krátkom čase prechádzajú metamorfózou.

Vtáky a cicavce vyvinuli rôzne fyziologické adaptácie na život v nepriaznivých podmienkach. Mnoho púštnych zvierat nahromadí pred začiatkom obdobia sucha veľa tuku: keď sa oxiduje, tvorí sa veľké množstvo vody. Vtáky a cicavce sú schopné regulovať straty vody z povrchu dýchacích ciest. Napríklad ťava zbavená vody drasticky znižuje odparovanie z dýchacích ciest aj cez potné žľazy.

Metabolizmus soli človeka je zle regulovaný, a preto sa bez soli dlhodobo nezaobíde. sladkej vody. Ale plazy a vtáky, väčšinu života trávia na otvorenom mori a pijú morská voda, získali špeciálne žľazy, ktoré im umožňujú rýchlo sa zbaviť prebytočných solí.

Adaptácie, ktoré sa vyvíjajú u potápavých zvierat, sú veľmi zaujímavé. Mnohé z nich sa pomerne dlho zaobídu bez kyslíka. Napríklad tulene sa ponoria do hĺbky 100-200 a dokonca 600 m a zostávajú pod vodou 40-60 minút. Čo umožňuje plutvonožcom potápať sa na takých dlhý termín? V prvom rade ide o veľké množstvo špeciálneho pigmentu nachádzajúceho sa vo svaloch – myoglobínu. Myoglobín je schopný viazať kyslík 10-krát viac ako hemoglobín. Množstvo prístrojov vo vode navyše poskytuje oveľa ekonomickejšie využitie kyslíka ako pri dýchaní na hladine.

Prirodzeným výberom vznikajú a zdokonaľujú sa adaptácie na uľahčenie hľadania potravy alebo partnera na rozmnožovanie. Chemické orgány hmyzu sú úžasne citlivé. Samčekov cikánov priláka pach pachovej žľazy samičky zo vzdialenosti 3 km. U niektorých motýľov je citlivosť chuťových receptorov 1000-krát väčšia ako citlivosť receptorov ľudského jazyka. Noční predátori, ako sú sovy, majú vynikajúce videnie pri slabom osvetlení. Niektoré hady majú dobre vyvinutú schopnosť termolokácie. Rozlišujú predmety na diaľku, ak je rozdiel v ich teplotách iba 0,2 ° C. Mnoho zvierat sa dokonale orientuje v priestore pomocou echolokácie ( netopiere, sovy, delfíny).

Relatívna povaha zdatnosti organizmov.Štruktúra živých organizmov je veľmi jemne prispôsobená podmienkam existencie. akýkoľvek špecifické znamenie alebo vlastnosti, ktoré sú svojou povahou adaptívne, sú účelné v danom prostredí, v daných životných podmienkach. Takže všetky vlastnosti štruktúry a správania mačky sú vhodné pre predátora, ktorý čaká na korisť v zálohe: mäkké vankúšiky na prstoch a zasúvateľné pazúry, vďaka ktorým je chôdza nehlučná; obrovská zrenica a vysoká citlivosť sietnice, čo vám umožňuje vidieť v tme; jemný sluch a pohyblivé ušnice, ktoré umožňujú presne určiť polohu obete; schopnosť dlho čakať na objavenie sa koristi a urobiť bleskový skok; ostré zuby držanie a trhanie obete. Rovnakým spôsobom je organizácia mäsožravých rastlín prispôsobená na chytanie a trávenie hmyzu a dokonca aj malých stavovcov (obr. 19.10).

Ryža. 19.10.

Adaptácie sa nezdajú byť hotové, ale sú výsledkom výberu náhodných dedičných zmien, ktoré zvyšujú životaschopnosť organizmov v špecifických podmienkach.

Žiadna z adaptačných vlastností neposkytuje absolútna bezpečnosť pre ich majiteľov. Kvôli mimike sa väčšina vtákov nedotýka ôs a včiel, no sú medzi nimi druhy, ktoré jedia osy aj včely a ich napodobňovače. Ježek a sekretárka jedia hady bez ujmy. Pancier suchozemských korytnačiek ich spoľahlivo chráni pred nepriateľmi, ale dravé vtáky ich zdvihnú do vzduchu a rozbijú o zem.

Akékoľvek úpravy sú účelné len v obvyklom prostredí pre daný druh. Keď sa zmenia podmienky prostredia, ukážu sa, že sú pre telo zbytočné alebo škodlivé. Neustály rast rezákov hlodavcov je veľmi dôležitou vlastnosťou, ale len pri konzumácii pevnej stravy. Ak je potkan držaný na mäkkom krmive, rezáky bez opotrebovania narastú do takej veľkosti, že kŕmenie je nemožné.

Akákoľvek štruktúra a akákoľvek funkcia je teda prispôsobením sa vonkajšiemu prostrediu charakteristickému pre daný druh alebo, ako hovoria moderní vedci, „tu a teraz“. Evolučné zmeny – vznik nových populácií a druhov, vznik alebo zánik orgánov, komplikácia organizácie – sú dôsledkom vývoja adaptácií. Výsledkom je účelnosť živej prírody historický vývoj druhu za určitých podmienok, preto je vždy relatívna a dočasná.

Kotviace body

• Starostlivosť o potomstvo vzniká ako spôsob, ako zabezpečiť prežitie druhu v pozadí vysoký stupeň rozvoj nervový systém a je jednou z foriem fyziologických adaptácií.
• Akékoľvek úpravy, vrátane tých, ktoré sú spôsobené behaviorálnymi reakciami, sú relatívne a vhodné iba v špecifických podmienkach existencie.

Otázky a úlohy na zopakovanie

• 1. Prečo majú druhy zvierat, ktoré sa starajú o potomstvo, menej potomkov? Uveďte príklady.
• 2. Aká je relatívna povaha adaptačných vlastností v organizmoch? Uveďte príklady špecifické pre rastliny a zvieratá.

1. Adaptabilita organizmov na prostredie, jej príčiny. Relatívna povaha zdatnosti organizmov. Adaptabilita rastlín na využitie svetla v biogeocenóze.

2. Zmeny v biosfére pod vplyvom ľudskej činnosti. Udržiavanie rovnováhy v biosfére ako základ jej integrity.

3. Vyriešte problém intermediárnej povahy dedenia.

1. Prispôsobivosť - súlad štruktúry buniek, tkanív, orgánov, orgánových systémov s vykonávanými funkciami, znaky organizmu s prostredím. Príklady: prítomnosť cristae v mitochondriách - prispôsobenie sa umiestneniu veľkého počtu enzýmov zapojených do oxidácie organických látok; pretiahnutý tvar nádob, ich pevné steny - prispôsobivosť pohybu vody pozdĺž nich s minerálmi rozpustenými v nej v rastline. Zelená farba kobyliek, modliviek, mnohých húseníc motýľov, vošiek, bylinožravých ploštice je prispôsobením sa ochrane pred zožratím vtákmi.

2. Príčiny zdatnosti – hybné sily evolúcie: dedičná variabilita, boj o existenciu, prirodzený výber.

3. Vznik adaptácií a jeho vedecké vysvetlenie. Príklad formovania kondície v organizmoch: hmyz predtým nemal zelenú farbu, ale bol nútený prejsť na kŕmenie listami rastlín. Populácie sú farebne heterogénne. Vtáky jedli dobre viditeľné jedince, jedinci s mutáciami (výskyt zelených odtieňov u nich) boli na zelenom liste menej viditeľné. Počas rozmnožovania u nich vznikli nové mutácie, no jedince so zelenými tónmi boli prevažne zachované prirodzeným výberom. Po mnohých generáciách všetci jedinci tejto populácie hmyzu získali zelenú farbu.

4. Relatívna povaha zdatnosti. Znaky organizmov zodpovedajú len určitým podmienkam prostredia. Keď sa zmenia podmienky, stanú sa zbytočnými a niekedy aj škodlivými. Príklady: ryby dýchajú žiabrami, cez ktoré sa kyslík z vody dostáva do krvi. Na súši nemôžu ryby dýchať, pretože kyslík zo vzduchu sa nedostáva do žiabrov. Zelená farba hmyzu ich zachráni pred vtákmi iba vtedy, keď sú na zelených častiach rastliny, na inom pozadí sa stanú viditeľnými a nechránené.

5. Vrstvené usporiadanie rastlín v biogeocenóze je príkladom ich adaptability na využitie svetelnej energie. Umiestnenie v prvej vrstve rastlín, ktoré milujú svetlo, av najnižšej - tolerantnej voči odtieňom (papraď, kopyto, oxalis). Husté uzatváranie korún v lesných spoločenstvách je dôvodom malého počtu vrstiev v nich.

2. 1. Biosféra – integrálna, relatívne stabilná, gigantická ekologický systém, závislosť rovnováhy, ktorá sa v nej historicky vyvinula, od väzieb medzi jej obyvateľmi, ich prispôsobivosti k prostrediu, od úlohy živej hmoty v biosfére a od vplyvu ľudskej činnosti.

2. Príčiny globálnych zmien v biosfére: rast populácie, rozvoj priemyslu, cestná, železničná, letecká doprava, vznik zložitých cestných sietí, intenzívna ťažba, výstavba elektrární, rozvoj poľnohospodárstvo atď.

3. Negatívne dôsledky rozvoja priemyslu, dopravy, poľnohospodárstva - znečistenie všetkých životných prostredí (pôda-vzduch, voda, pôda), strata úrodnosti pôdy, zmenšovanie ornej pôdy, ničenie veľké plochy lesy, miznutie mnohých druhov rastlín a živočíchov, vznik nových patogénov nebezpečných pre ľudský život (vírusy AIDS, infekčné hepatitídy a pod.), znižovanie stavov čistá voda, vyčerpávanie fosílnych zdrojov atď.

4. Znečistenie biosféry v dôsledku poľnohospodárskej činnosti. Používanie vysokých dávok pesticídov je príčinou znečistenia pôdy, vody v nádržiach, poklesu počtu v nich žijúcich živočíšnych druhov, spomalenia životnej činnosti rozkladačov (ničia organické zvyšky a premieňajú ich na vhodné na potravu) .

rastlinné minerály). Porušenie noriem pre aplikáciu minerálnych hnojív je príčinou znečistenia pôdy dusičnanmi, ich akumuláciou v potravinách a otravou ľudí nimi.

5. Druhy priemyselného znečistenia biosféry: 1) chemické - uvoľnenie stoviek látok, ktoré predtým v prírode neboli (kyslé dažde a pod.) do biosféry; 2) žiarenie, hluk, biologické znečistenie, ich negatívny vplyv na ľudské zdravie, živá hmota biosféra.

6. Racionálny manažment prírody- hlavný spôsob ochrany biosféry pred znečistením, záchrany zdrojov pred vyčerpaním, rastlinných a živočíšnych druhov pred vyhynutím, zachovania rovnováhy a celistvosti biosféry.

3. Pri riešení problému by sa malo vychádzať zo skutočnosti, že v prvej generácii hybridov bude dominancia neúplná, hoci potomstvo bude jednotné. Nebude sa javiť ako dominantná a nie recesívna vlastnosť, ale stredná. Napríklad rastlina nočnej krásy nebude rásť s červenými a bielymi kvetmi, ale s ružovými. V druhej generácii dôjde k štiepeniu a objavia sa tri skupiny jedincov podľa fenotypu: jedna časť s dominantným znakom (červené kvety), jedna časť s recesívnym znakom (biele kvety), dve časti heterozygotov s intermediárnym znakom (Ružová).

Organizmy, ktoré sú najlepšie prispôsobené svojmu prostrediu, prežívajú prostredníctvom selekcie, ale adaptácie sú vždy relatívne. Dosť drobných zmien v prostredí, keďže to, čo bolo užitočné v predchádzajúcich podmienkach, stráca svoju adaptačnú hodnotu.

Príklady relatívnych armatúr

Tiger ussurijský má ochranné sfarbenie, ktoré ho v lete dobre skrýva v húštinách, no v zime, keď napadne sneh, sfarbenie predátora demaskuje. S nástupom jesene zajac zmäkne, ale ak sa sneženie oneskorí, vybielený zajac bude jasne viditeľný na tmavom pozadí holých polí.

Charakteristiky organizmu ani za podmienok, v ktorých sa zachovali selekciou, nikdy nedosiahnu absolútnu dokonalosť. Vajíčko škrkavky je teda dobre chránené pred účinkami jedov, ale rýchlo zomiera z nedostatku vlhkosti a vysokej teploty.

Jedovaté žľazy sú spoľahlivou obranou mnohých zvierat, ale jed karakurt, ktorý je smrteľný pre ťavy a dobytok, je bezpečný pre ovce a ošípané. Zmija nepredstavuje pre ježka nebezpečenstvo.

Steblá Euphorbia nejedia bylinožravé cicavce, ale zostávajú bezbranné proti húseniciam jastraba Euphorbia atď. Selekcia má vždy široké pole pôsobnosti pre ďalšie zlepšovanie úprav.

Ak sa zmenia podmienky, opatrenia, ktoré boli predtým účelné, prestanú platiť. Potom sa objavia nové úpravy a formy, ktoré boli predtým „účelné“, vymrú.