Ko nozīmē fitnesa relatīvā rakstura izpausme. Ierīču rašanās. ~ Fitnesa relatīvais raksturs. Mikroevolūcija. Specifikācija. Pielāgošanās videi pazīmes un to rezultāts
Dabiskajai atlasei vienmēr ir adaptīvas reakcijas raksturs uz eksistences apstākļiem. Visas dzīvo organismu pazīmes ir pielāgotas to pastāvēšanas apstākļiem. Pielāgošanās spējas izceļas ar organismu iekšējo un ārējo struktūru, dzīvnieku uzvedību utt.
Tā, piemēram, vairošanās intensitāte ir lielāka tiem radījumiem, kuru pēcnācēji to masā mirst. Mencas, nerūpējoties par saviem pēcnācējiem, nārsta laikā izdēj aptuveni 5 miljonus olu. Nelielas jūras zivtiņas mātīte piecpadsmit ērkšķains, kuras tēviņš ligzdu sargā ar ikriem, dēj tikai dažus desmitus olu. Zilonis, kura pēcnācēji dabā gandrīz nekad nav apdraudēti, savas garās dzīves laikā atnes ne vairāk kā 6 ziloņu teļus, bet cilvēka apaļais tārps, kura pēcnācēju absolūtais vairums nomirst, gada laikā katru dienu izdēj 200 tūkstošus olu.
Vēja apputeksnētie augi rada milzīgu daudzumu smalku, sausu, ļoti vieglu ziedputekšņu. To ziedu stigmas ir lielas un spalvu formas. Tas viss palīdz viņiem efektīvāk apputeksnēt. Un kukaiņu apputeksnētos augos putekšņu ir daudz mazāk, tie ir lieli un lipīgi, to ziediem ir nektāriji un spilgtas krāsas, lai piesaistītu apputeksnētājus.
Spilgti fitnesa piemēri ir aizsargājošs krāsojums un mīmika. Mīmika – bīstamu sugu imitācija – novērojama daudziem dzīvniekiem. Piemēram, dažas nekaitīgas neindīgas čūskas ir ieguvušas ievērojamu līdzību ar saviem indīgajiem radiniekiem, kas palīdz tām izvairīties no plēsonīgām čūskām.
Darvina teorija fitnesa rašanos skaidro ar iedzimtu mainīgumu un dabisko atlasi.
Tomēr vienmēr jāpatur prātā, ka fiziskā sagatavotība ir relatīva. Tas ir, jebkura adaptācija palīdz izdzīvot tikai tādos apstākļos, kādos tā veidojusies. Tiklīdz apstākļi mainīsies, iepriekš noderīga īpašība pārvērtīsies par kaitīgu un novedīs pie nāves. Piemēram, skaisti lidojošai swift ir ļoti gari šauri spārni. Taču šī spārna specializācija ir novedusi pie tā, ka spārns nevar pacelties no līdzenām virsmām un, ja tam nav no kā nolēkt, tas nomirst.
Fitnesa relatīvo raksturu var aplūkot arī šādā piemērā: Eiropas industriālajos reģionos, kur intensīvas ražošanas attīstības dēļ gāja bojā gaišie ķērpji, kas sedza koku stumbrus, tumšās krāsas tauriņu īpatņi nomainīja gaišos. krāsaini indivīdi. Šo parādību sauc par rūpniecisko melānismu. Fakts ir tāds, ka gaišie kukaiņi ir ļoti skaidri redzami uz tumša fona, un tos galvenokārt ēd putni. Un lauku apvidos, gluži pretēji, tumšie kukaiņi ir skaidri redzami uz gaišajiem stumbriem, un tieši tos iznīcina putni. Tādējādi dabiskā atlase iezīmēja diverģences (diverģences) sākumu sugas iekšienē, kas vispirms var izraisīt apakšsugu parādīšanos un pēc tam jaunu sugu parādīšanos.
Jaunu sugu veidošanās ir vissvarīgākais posms evolūcijas procesā.
Evolūcijas process ir sadalīts mikroevolūcijā un makroevolūcijā. Mikroevolūcija ir pārstrukturēšanās process sugas iekšienē, kas noved pie jaunu populāciju, pasugu veidošanās un beidzas ar jaunu sugu veidošanos.
Tādējādi mikroevolūcija ir evolūcijas procesa pati sākuma stadija, kas var notikt salīdzinoši īsos laika periodos un kuru var tieši novērot un pētīt.
Iedzimtas (mutācijas) mainīguma rezultātā notiek nejaušas genotipa izmaiņas. Spontānu mutāciju līmenis ir diezgan augsts, un 1-2% dzimumšūnu ir mutējuši gēni vai izmainītas hromosomas. Mutācijas visbiežāk ir recesīvas un reti labvēlīgas sugai. Taču, ja mutācijas rezultātā kādam indivīdam notiek labvēlīgas izmaiņas, tad tas iegūst zināmas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem populācijas indivīdiem: saņem vairāk barības vai kļūst izturīgāks pret patogēno baktēriju un vīrusu ietekmi utt. Piemēram, garā kakla parādīšanās ļāva žirafes senčiem baroties ar augstu koku lapām, kas nodrošināja viņiem vairāk barības nekā populācijas indivīdiem ar īsu kaklu.
Tādējādi līdz ar jaunas pazīmes rašanos sākas diverģences process, tas ir, pazīmju diverģence populācijā.
Jebkuras sugas populācijā ir skaitļu viļņi. Labvēlīgos gados populācija palielinās: notiek intensīva vairošanās, izdzīvo lielākā daļa jauno un veco īpatņu. Nelabvēlīgos gados populācijas lielums var strauji samazināties: daudzi indivīdi, īpaši jauni un veci, iet bojā, samazinās vairošanās intensitāte. Šādi viļņi ir atkarīgi no daudziem faktoriem: klimata pārmaiņām, pārtikas daudzuma, ienaidnieku skaita, patogēniem utt. Populācijai nelabvēlīgos gados var rasties apstākļi, kad izdzīvos tikai tie indivīdi, kuri mutācijas rezultātā ieguvuši noderīgu iezīmi. Piemēram, sausuma laikā žirafu senči ar īskaklu varēja nomirt badā, un populācijā sāka dominēt garkakla indivīdi un viņu pēcnācēji. Tādējādi diezgan īsā laika posmā dabiskās atlases rezultātā varēja parādīties artiodaktilu dzīvnieku populācija ar “garkaklu”. Bet, ja šīs populācijas indivīdi varētu brīvi krustoties ar "īskakla" radiniekiem no kaimiņu populācijām, tad jauna suga nevarētu rasties.
Tādējādi nākamais nepieciešamais mikroevolūcijas faktors ir indivīdu populācijas izolēšana ar jaunu pazīmi, kas radusies no tādu indivīdu populācijas, kuriem šīs pazīmes nav. Izolāciju var veikt vairākos veidos.
1. Ģeogrāfiskā izolācija kā specifikācijas faktors. Šāda veida
izolācija, kas saistīta ar sugas biotopa - areāla paplašināšanos.
Tajā pašā laikā jaunas populācijas nonāk dažādos apstākļos, salīdzinot ar citām populācijām: klimatiskie, augsnes utt. Populācijā nemitīgi notiek iedzimtas izmaiņas, darbojas dabiskā atlase - šo procesu rezultātā mainās populācijas genofonds, rodas jauna pasuga. Jaunu populāciju vai pasugu brīvu krustošanos var kavēt areāla atšķirības upju, kalnu, ledāju u.c. dēļ. Tā, piemēram, pamatojoties uz ģeogrāfiskiem izolācijas faktoriem, no vienas ielejas liliju sugas vairāku miljonu gadu laikā radās vairākas sugas. Šis veidošanās veids ir lēns, notiek simtiem, tūkstošiem un miljoniem paaudžu.
2. Laika izolācija kā specifikācijas faktors. Šāda veida izolācija ir saistīta ar to, ka vairošanās laika nesakritības gadījumā divas tuvas pasugas nevarēs krustoties, un turpmāka novirzīšanās novedīs pie divu jaunu sugu veidošanās. Tādējādi rodas jaunas zivju sugas, ja nesakrīt apakšsugu nārsta laiks, vai jaunas augu sugas, ja nesakrīt apakšsugu ziedēšanas laiks.
3. Reproduktīvā izolācija kā specifikācijas faktors. Šāda veida izolācija rodas, ja nav iespējams šķērsot divu pasugu indivīdus dzimumorgānu struktūras neatbilstības, uzvedības atšķirību un ģenētiskā materiāla nesaderības dēļ.
Jebkurā gadījumā jebkura izolācija noved pie reproduktīvās nesaskaņas – t.i. uz neiespējamību šķērsot topošās sugas.
Tādējādi mikroevolūcijas procesu var iedalīt šādos posmos:
1. Spontānas mutācijas un diverģences sākums tajā pašā populācijā.
2. Stiprāko indivīdu dabiskā atlase, diverģences turpinājums.
3. Mazāk pielāgotu īpatņu bojāeja vides apstākļu ietekmes rezultātā - dabiskās atlases turpināšanās un jaunu populāciju un pasugu veidošanās.
4. Apakšsugu izolēšana, kā rezultātā rodas jaunas sugas reproduktīvās nesaskaņas dēļ.
Tēma: Organismu pielāgošanās videi un tās relatīvā būtība.
Mērķis: veidot priekšstatu par organismu pielāgošanās spēju videi, zināšanas par piemērotības rašanās mehānismiem evolūcijas rezultātā.
Nodarbību laikā.
1. Organizatoriskais moments.
2. Apgūstamā materiāla atkārtošana.
Frontālās sarunas veidā tiek piedāvāts atbildēt uz jautājumiem:
Kāds ir atlases materiāla piegādātājs populācijā?
Nosauciet vienīgo evolūcijas virzītājspēku.
Dabā pastāv neatbilstība starp organismu spēju vairoties bezgalīgi un ierobežotiem resursiem. Vai tas ir iemesls...? cīņa par eksistenci, kuras rezultātā izdzīvo vides apstākļiem visvairāk pielāgotie indivīdi.
3. Jauna materiāla apguve.
viens). Fitness.
- Evolūcijai ir trīs saistītas sekas:
1. Pakāpeniska sarežģītība un dzīvo būtņu organizācijas palielināšanās.
2. Sugu daudzveidība.
3. Organismu relatīvā piemērotība vides apstākļiem.
? Kāda, jūsuprāt, ir fiziskās sagatavotības nozīme organismam?
Atbilde: Pielāgošanās vides apstākļiem palielina organismu izredzes izdzīvot un atstāt lielu skaitu pēcnācēju.
Kā zināms, nozīmīgākais ieguldījums evolūcijas ideju attīstībā 18.-19.gs. piedalījās C. Linneus, J. B. Lamarks, K. Darvins.
- Rodas jautājums, kā veidojas adaptācijas?
Mēģināsim izskaidrot ziloņa stumbra veidošanos no C. Linneusa, Dž.B. Lamarks, Č. Darvins.
C. Linnejs: organismu pielāgošanās spēja ir sākotnējās lietderības izpausme. Dievs ir virzītājspēks. Piemērs: Ziloņus, tāpat kā visus dzīvniekus, ir radījis Dievs. Tāpēc visiem ziloņiem no parādīšanās brīža ir garš stumbrs.
Dž.B.Lamarks : ideja par organismu iedzimto spēju mainīties ārējās vides ietekmē. Evolūcijas dzinējspēks ir organismu tiekšanās pēc pilnības. Piemērs: ziloņiem, iegūstot pārtiku, bija pastāvīgi jāizstiepj augšlūpa, lai iegūtu barību (vingrošana). Šī īpašība ir iedzimta. Tātad tur bija garš ziloņu stumbrs.
Č.Dārvins : starp daudzajiem ziloņiem bija dzīvnieki ar dažāda garuma stumbriem. Tie, kuriem bija nedaudz garāki stumbri, veiksmīgāk meklēja barību un izdzīvoja. Šī īpašība tika mantota. Tā pamazām izcēlās garš ziloņu stumbrs.
Uzdevums: - Mēģiniet klasificēt piedāvātos apgalvojumus trīs kategorijās:
# Atbilst Linneja uzskatiem;
# Atbilst Lamarka uzskatiem;
# Atbilst Darvina uzskatiem.
1. Adaptācijas rodas jaunu mutāciju rezultātā.
2. Organismu pielāgošanās spēja ir sākotnējās lietderības izpausme.
3. Organismiem piemīt iedzimta spēja mainīties ārējās vides ietekmē.
4. Adaptācijas tiek fiksētas dabiskās atlases rezultātā.
5. Viens no evolūcijas virzītājspēkiem ir organismu tiekšanās pēc pilnības.
6. Viens no evolūcijas virzītājspēkiem ir cīņa par eksistenci.
7. Viens no evolūcijas virzītājspēkiem ir orgānu vingrošana vai nevingrināšanās noteiktos vides apstākļos.
8. Fitnesa rašanās dzinējspēks ir Dievs.
9. Iegūtas indivīda mijiedarbības laikā ar vidi, pazīmes tiek pārmantotas.
Atbilde: Linnejs -2,8; Lamarks - 3.5.7.9; Darvins - 1,4,6.
Pirmo reizi Č.Darvins sniedza materiālistisku fitnesa izcelsmes skaidrojumu. Nepārtrauktai dabiskajai atlasei ir izšķiroša loma adaptāciju rašanās procesā. Katra adaptācija ir izstrādāta, pamatojoties uz iedzimtu mainīgumu cīņā par eksistenci un dabiskās atlases procesā vairākās paaudzēs.
Organismu ADAPTABILITĀTE jeb adaptācija - to struktūras, fizioloģijas un uzvedības pazīmju kopums, kas nodrošina noteiktai sugai noteikta dzīvesveida iespēju noteiktos vides apstākļos.
Adaptācijas mehānisms:
Mainīgi dzīves apstākļi → individuāla iedzimta mainība → dabiskā atlase → piemērotība.
Pielāgošanas veidi:
1. Morfoloģiskās adaptācijas (ķermeņa struktūras izmaiņas): racionalizēta ķermeņa forma zivīm un putniem; siksnas starp pirkstiem ūdensputniem; biezs apmatojums ziemeļu zīdītājiem; plakans ķermenis bentiskajām zivīm. Ložņu un spilvenveida forma augiem ziemeļu platuma grādos un augstkalnu reģionos.
2. Aizsargājošs krāsojums. Aizsargājošais krāsojums ir izstrādāts sugām, kas dzīvo atklāti un var būt pieejamas ienaidniekiem. Šis krāsojums padara organismus mazāk pamanāmus uz apkārtējās teritorijas fona. Piemēri:
Tālajos Ziemeļos daudzi dzīvnieki ir krāsoti baltā krāsā (polārlācis, baltā irbe).
–Zebrā un tīģerī tumšās un gaišās svītras uz ķermeņa sakrīt ar apkārtējās zonas ēnu un gaismas maiņu (50-70 metru attālumā grūti pamanāmas).
Atklāti ligzdojošiem putniem (rubeņi, rubeņi, lazdu rubeņi) uz ligzdas sēdošā mātīte gandrīz neatšķiras no apkārtējā fona.
3. Maskēties. Kamuflāža ir ierīce, kurā dzīvnieku ķermeņa forma un krāsa saplūst ar apkārtējiem priekšmetiem. Piemēram: dažu tauriņu kāpuri pēc ķermeņa formas un krāsas atgādina mezglus; uz koka mizas dzīvojošos kukaiņus (vaboles, spieķi) var sajaukt ar ķērpjiem; stick kukaiņu ķermeņa forma; plekstes saplūšana ar jūras gultnes fonu.
4 . Mīmika. Mīmika ir vienas sugas mazāk aizsargāta organisma atdarināšana ar citas sugas vairāk aizsargātu organismu. Piemēram: daži neindīgo čūsku un kukaiņu veidi ir līdzīgi indīgajiem (muša ir lapsene, tropiskās čūskas ir indīgas čūskas). Snapdragon ziedi ir līdzīgi kamenēm – kukaiņi cenšas nodibināt laulības attiecības, kas veicina apputeksnēšanos. Mīmika ir dažādu sugu līdzīgu mutāciju atlases rezultāts. Tas palīdz neaizsargātiem dzīvniekiem izdzīvot, veicina organisma saglabāšanos cīņā par eksistenci.
5. Brīdinājuma (draudoša) krāsošana. Spilgts brīdinājuma krāsojums labi aizsargātām indīgām, smeldzīgām formām: karavīru blaktis, mārīte, lapsene, Kolorādo kartupeļu vabole, kameņu krāsojums, melni un oranži kāpuru plankumi u.c.
6. Fizioloģiskās adaptācijas: dzīvības procesu pielāgošanās dzīves apstākļiem; tuksneša dzīvnieku tauku uzkrāšanās pirms sausās sezonas sākuma (kamieļi); dziedzeri, kas atbrīvojas no liekajiem sāļiem rāpuļiem un putniem, kas dzīvo jūras tuvumā; ūdens saglabāšana kaktusos; strauja metamorfoze tuksneša abiniekiem; termiskā atrašanās vieta, eholokācija; daļējas vai pilnīgas anabiozes stāvoklis.
7. Uzvedības pielāgojumi: izmaiņas uzvedībā noteiktos apstākļos; rūpes par pēcnācējiem; atsevišķu pāru veidošanās pārošanās sezonā, un ziemā tie apvienojas ganāmpulkos, kas atvieglo barību un aizsardzību (vilki, daudzi putni); biedēšanas uzvedība (bombardiera vabole, skunkss); sasalšana, ievainojuma vai nāves imitācija; ziemas guļas režīms, pārtikas uzglabāšana.
8. Bioķīmiskās adaptācijas saistīta ar noteiktu vielu veidošanos organismā, kas atvieglo aizsardzību pret ienaidniekiem vai uzbrukumiem citiem dzīvniekiem; čūsku, skorpionu indes, sēnīšu antibiotikas, baktērijas; kālija oksalāta kristāli augu lapās vai mugurkaulās (kaktusi, nātres)
9. Pielāgošanās abiotiskajiem faktoriem (piemēram, aukstumam):
Dzīvnieki : biezs kažoks, biezi zemādas tauki, lidojums uz dienvidiem, ziemas miegs, barības uzglabāšana ziemai.
Augos : lapu krišana, aukstumizturība, veģetatīvo orgānu saglabāšana augsnē, modifikāciju klātbūtne (sīpoli, sakneņi utt. ar barības vielu piegādi).
10. Veidi, kā iegūt pārtiku.
Dzīvnieki : - ēdot lapas uz augstiem kokiem (garš kakls); sagūstīt ar slazdošanas tīklu palīdzību (aužot tīklus un veidojot dažādus citus slazdus) un gaidot pārtikas priekšmetus;
Gremošanas orgānu īpašā struktūra kukaiņu ķeršanai no šaurām atverēm; lidojošu kukaiņu ķeršana; atkārtota rupja ēdiena košļāšana (lipīga gara mēle, daudzkameru kuņģis utt.)
Plēsīgo zīdītāju un putnu laupījuma satveršana un turēšana (plēsoņu zobi, nagi, āķains knābis).
Augos : intensīva sakņu un sakņu matiņu attīstība → ūdens un minerālsāļu uzsūkšanās; platas plānas lapas, lapu mozaīka→saules absorbcija; mazo dzīvnieku sagūstīšana un sagremošana → gaļēdāju augi.
11. Aizsardzība no ienaidniekiem.
Dzīvniekiem: ātrs skrējiens; adatas, čaumalas; biedējoša smaka; patronizējošs. brīdinājuma un cita veida krāsošana; dzēlīgas šūnas.
Augos: muguriņas; rozetes forma, nepieejama pļaušanai; toksiskas vielas.
12. Reprodukcijas efektivitātes nodrošināšana.
Dzīvnieki : seksuālā partnera pievilcība: spilgts apspalvojums, "ragu vainags"; dziesmas; laulības dejas.
Augos : apputeksnētāju piesaiste: nektārs; ziedputekšņi; koša ziedu vai ziedkopu krāsa, smarža.
13. Apmešanās jaunās teritorijās.
Dzīvnieki : ganāmpulku, koloniju, ganāmpulku migrācija-pārvietošanās barības un pavairošanai piemērotu apstākļu meklējumos (putnu lidojumi, antilopu migrācijas, zebras, zivju peldes).
Augos: sēklu un sporu izkliedēšana: izturīgi āķi, muguriņas; kušķi, lauvu zivis, vēja nestās skrejlapas; sulīgi augļi utt.
2. Fitnesa relatīvais raksturs.
Pat Č.Darvins uzsvēra, ka visi pielāgojumi, lai cik perfekti tie būtu, ir relatīvi. Fitness ir relatīvs un jebkura adaptācija palīdz izdzīvot tikai tajos apstākļos, kādos tā veidojusies. Mainoties apstākļiem, kāda iepriekš noderīga īpašība var pārvērsties par kaitīgu un izraisīt organisma nāvi.
Sekojošie fakti var kalpot par pierādījumu adaptāciju relativitātei:
Baltā irbe izliekas par ēnu uz sniega. Uz tumšo stumbru fona redzams baltais zaķis. Nakts tauriņš lido uz ugunskuru (nakts laikā viņi savāc nektāru no viegliem ziediem). Spārnu spārni nodrošina ļoti ātru un manevrētspējīgu lidojumu, bet neļauj pacelties, ja putns nejauši nokļūst zemē (spārni ligzdo tikai augstās klintīs). Ar snigšanas aizkavēšanos uz tumšās zemes fona skaidri redzams zaķis, kas laikus izkusis ziemai. Mazie putni turpina tērēt savu enerģiju dzeguzes barošanai, kas izmeta no ligzdas viņu pēcnācējus. Pāva tēviņa spilgtais krāsojums nodrošina viņam panākumus ar mātītēm, bet tajā pašā laikā piesaista plēsējus.
Meža zemēs eži savāc vairāk ērču, tostarp encefalītu, nekā citi dzīvnieki. Ar adatveida “čaulu” ezis kā ar otu izķemmē meža zālēs uzkāpušās izsalkušās ērces. Ezītis nevar atbrīvoties no ērcēm, kas iesprūdušas starp adatām. Pavasara sezonā katrs ezis baro desmitiem tūkstošu ērču. Tādējādi smailais apvalks droši aizsargā ezi no plēsējiem, bet tikpat droši aizsargā ērces no paša eža.
Tādējādi piemērotība nav absolūta, bet gan relatīva.
Fitnesa relatīvais raksturs ir pretrunā apgalvojumam par absolūto lietderību dzīvajā dabā (J.-B. Lamarka evolūcijas teorija).
3. Materiāla nostiprināšana. Karšu darbs.
4. Mājasdarba 58. punkts, jautājumi.
Dabiskā atlase ir evolūcijas dzinējspēks
Dabiskā atlase ir process, kas veicina spēcīgāko izdzīvošanu un mazāk piemēroto iznīcināšanu. Vairāk pielāgotiem indivīdiem ir iespēja atstāt pēcnācējus. Atlases materiāls ir individuālas iedzimtas izmaiņas. Kaitīgās izmaiņas samazina indivīdu auglību un izdzīvošanu, bet labvēlīgās uzkrājas populācijā. Selekcijai vienmēr ir virziena raksturs: tā saglabā tās izmaiņas, kas visvairāk atbilst vides apstākļiem, palielina indivīdu auglību.
Atlase var būt individuāla, kuras mērķis ir saglabāt atsevišķus indivīdus ar iezīmēm, kas nodrošina panākumus cīņā par eksistenci populācijā. Tā var būt arī grupa, fiksējot grupai labvēlīgas zīmes.
I. I. Shmalgauzen noteica dabiskās atlases formas.
1. Stabilizējošs - vērsts uz pazīmes vidējā reakcijas ātruma saglabāšanu pret indivīdiem ar ekstrēmām, novirzēm pazīmēm. Selekcija darbojas pastāvīgos vides apstākļos, ir konservatīva, un tās mērķis ir saglabāt sugas galvenās iezīmes nemainīgas.
2. Braukšana - noved pie izvairīšanās zīmju konsolidācijas. Selekcija iedarbojas mainīgos vides apstākļos, noved pie vidējā reakcijas ātruma izmaiņām, sugas evolūcijas.
3. Traucējošs, plosošs - vērsts uz indivīdu saglabāšanu ar ekstremālām pazīmēm un indivīdu ar vidējām pazīmēm iznīcināšanu. Tas iedarbojas mainīgos apstākļos, noved pie vienas populācijas šķelšanās un divu jaunu populāciju veidošanās ar pretējām īpašībām. Selekcija var izraisīt jaunu populāciju un sugu rašanos. Piemēram, bezspārnu un spārnoto kukaiņu formu populācijas.
Jebkāda veida atlase nenotiek nejauši, tā darbojas, saglabājot un uzkrājot noderīgas īpašības. Jo veiksmīgāka sugai ir atlase, jo lielāks ir mainīguma diapazons un lielāka genotipu daudzveidība.
Fitness - ķermeņa uzbūves un funkciju relatīvā lietderība, kas ir dabiskās atlases rezultāts, novēršot nepiemērotus indivīdus. Iezīmes rodas mutāciju rezultātā. Ja tie palielina organisma dzīvotspēju, auglību, ļauj paplašināt platību, tad šādus raksturus "noķer" atlase, fiksējas pēcnācējos un kļūst par adaptācijām.
Armatūras veidi.
Dzīvnieku ķermeņa forma ļauj tiem viegli pārvietoties atbilstošā vidē, padarot organismus starp objektiem neuzkrītošus. Piemēram, zivju ķermeņa racionalizētā forma, sienāža garu ekstremitāšu klātbūtne.
Kamuflāža - organisma līdzības ar kādu vides objektu iegūšana, piemēram, līdzība ar tauriņa spārnu sausu lapu vai koka mizu. Nūjojošā kukaiņa ķermeņa forma padara to neredzamu starp augu zariem. Skuju zivis starp aļģēm nav redzamas. Augos zieda forma: novietojums uz dzinuma veicina apputeksnēšanos.
Aizsargājošā krāsviela paslēpj organismu vidē, padarot to neredzamu. Piemēram, zaķim ir balta krāsa, sienāzim ir zaļa krāsa. Izdalošs krāsojums - gaišo un tumšo svītru maiņa uz ķermeņa rada chiaroscuro ilūziju, izplūdina dzīvnieka (zebras, tīģeri) kontūras.
Brīdinājuma krāsa norāda uz toksisku vielu vai īpašu aizsargorgānu klātbūtni, ķermeņa bīstamību plēsējam (lapsenēm, čūskām, mārītēm).
Mīmika ir vienas sugas mazāk aizsargāta organisma imitācija citas sugas vairāk aizsargātam organismam (vai vides objektiem), kas pasargā to no iznīcināšanas (lapseņu mušas, neindīgas čūskas).
Adaptīvā uzvedība dzīvniekiem ir draudīga poza, kas brīdina un atbaida ienaidnieku, nosalšana, rūpes par pēcnācējiem, pārtikas uzglabāšana, ligzdas veidošana, urvas. Dzīvnieku uzvedība ir vērsta uz aizsardzību un saglabāšanu no ienaidniekiem un vides faktoru kaitīgās ietekmes.
Arī augiem ir izstrādāti pielāgojumi: muguriņas pasargā no ēšanas; ziedu spilgtā krāsa piesaista apputeksnētājus kukaiņus; atšķirīgs ziedputekšņu un olšūnu nobriešanas laiks novērš pašapputes; augļu daudzveidība veicina sēklu izplatīšanos.
Visām adaptācijām ir relatīvs raksturs, jo tās darbojas noteiktos apstākļos, kuriem ķermenis ir pielāgots. Mainoties apstākļiem, adaptācijas var nepasargāt organismu no nāves, un līdz ar to pazīmes pārstāj būt adaptīvas. Šaura specializācija var izraisīt nāvi mainīgos apstākļos.
Adaptāciju rašanās iemesls ir tas, ka organismi, kas neatbilst šiem nosacījumiem, mirst un neatstāj pēcnācējus. Organismiem, kas izdzīvo cīņā par eksistenci, ir iespēja nodot tālāk savu genotipu un fiksēt to paaudzēs.
Kāda ir organismu pielāgošanās videi relatīvā būtība?
= Kāds ir fitnesa relatīvais raksturs?
Atbilde
Mainoties apstākļiem, fiziskā sagatavotība var kļūt bezjēdzīga vai kaitīga. Piemēram, uz sarkanas sienas skaidri redzama balta bērza kode.
Pāva tauriņam spilgti acu plankumi ir tikai spārnu augšpusē. Nosauciet tā krāsojuma veidu, izskaidrojiet krāsojuma nozīmi, kā arī fitnesa relatīvo raksturu.
Atbilde
Krāsu tips - mīmika.
Krāsas nozīme: plēsējs acu plankumus uz tauriņa spārniem var sajaukt ar liela plēsoņa acīm, nobīties un vilcināties, kas dos tauriņam laiku aizbēgt.
Fitnesa relativitāte: spilgtas krāsas padara tauriņu redzamu plēsējiem, plēsoņa var nebaidīties no tauriņa spārnu acu raksta.
Lapsenes muša pēc krāsas un ķermeņa formas ir līdzīga lapsenei. Nosauciet tās aizsargierīces veidu, izskaidrojiet tā nozīmi un ierīces relatīvo raksturu.
Atbilde
Aizsargierīces veids - mīmika.
Nozīme: līdzība ar lapseni atbaida plēsējus.
Relativitāte: būt kā lapsenei negarantē izdzīvošanu, jo ir jaunputni, kuriem vēl nav izveidojies reflekss, un specializētie žagari.
Nosauciet aizsargierīces veidu pret ienaidniekiem, izskaidrojiet tās mērķi un relatīvo raksturu mazai jūras zirdziņai - lupatām, kas dzīvo seklā dziļumā starp ūdensaugiem.
Atbilde
Aizsargierīces veids ir maskēšanās.
Jūras zirdziņa līdzība ar aļģēm padara to plēsējiem neredzamu.
Relativitāte: šāda līdzība nedod viņiem pilnīgu izdzīvošanas garantiju, jo, kad slida pārvietojas atklātā kosmosā, tā kļūst pamanāma plēsējiem.
Nosauciet pielāgošanās veidu, aizsargkrāsojuma vērtību, kā arī plekstes piemērotības relatīvo raksturu, kas dzīvo jūras ūdenī netālu no dibena.
Atbilde
Krāsojuma veids - patronizējošs (saplūst ar jūras gultnes fonu). Nozīme: zivs ir neredzama uz zemes fona, kas ļauj tai paslēpties no ienaidniekiem un no iespējamā laupījuma.
Relativitāte: Fitness nepalīdz zivju kustībai, un tas kļūst redzams ienaidniekiem.
Anglijas rūpnieciskajos reģionos 19. un 20. gadsimtā, salīdzinot ar gaišajām krāsām, palielinājās kožu kožu skaits ar tumšiem spārniem. Izskaidrojiet šo parādību no evolucionārās mācības viedokļa un nosakiet atlases veidu.
=Izskaidrojiet kožu tauriņu rūpnieciskā melanisma cēloni no evolūcijas teorijas viedokļa un nosakiet selekcijas veidu.
Atbilde
Pirmkārt, vienam no tauriņiem izveidojās mutācija, kas ļāva tam iegūt nedaudz tumšāku krāsu. Šādi tauriņi ir nedaudz mazāk pamanāmi uz nokvēpušajiem stumbriem, tāpēc nedaudz retāk nekā parastos tauriņus tos iznīcināja putni. Viņi biežāk izdzīvoja un deva pēcnācējus (notika dabiskā atlase), tāpēc tumšo tauriņu skaits pamazām pieauga.
Tad vienam no nedaudz tumšākiem tauriņiem bija mutācija, kas ļāva tam kļūt vēl tumšākam. Kamuflāžas dēļ šādi tauriņi biežāk izdzīvoja un dzemdēja, pieauga tumšo tauriņu skaits.
Tādējādi evolūcijas virzošo faktoru (iedzimta mainīgums un dabiskā atlase) mijiedarbības dēļ tauriņiem izveidojās tumša maskēšanas krāsa. Atlases forma: braukšana.
Kalimmas tauriņa ķermeņa forma atgādina lapu. Kā tauriņam izveidojās līdzīga ķermeņa forma?
= Rāceņu baltā tauriņa kāpuri ir gaiši zaļā krāsā un nav redzami uz krustziežu lapu fona. Pamatojoties uz evolūcijas teoriju, izskaidrojiet šī kukaiņa aizsargājošās krāsas parādīšanos.
Atbilde
Pirmkārt, vienam no kāpuriem izveidojās mutācija, kas ļāva tam iegūt daļēji zaļu krāsu. Uz zaļajām lapām šādi kāpuri ir nedaudz mazāk pamanāmi, tāpēc tos putni iznīcināja nedaudz mazāk nekā parastos kāpurus. Viņi biežāk izdzīvoja un deva pēcnācējus (notika dabiskā atlase), tāpēc tauriņu skaits ar zaļiem kāpuriem pamazām pieauga.
Tad vienam no daļēji zaļajiem kāpuriem izveidojās mutācija, kas ļāva tam kļūt vēl zaļākam. Šādi kāpuri maskēšanās dēļ izdzīvoja biežāk nekā citi kāpuri, pārvērtās par tauriņiem un dzemdēja, palielinājās tauriņu skaits ar vēl zaļākiem kāpuriem.
Tādējādi, pateicoties evolūcijas virzošo faktoru (iedzimtā mainīguma un dabiskās atlases) mijiedarbībai, kāpuriem izveidojās gaiši zaļa maskēšanās krāsa.
Bitēm līdzīgās mušas, kurām nav dzeloņa aparāta, pēc izskata ir līdzīgas bitēm. Izskaidrojiet mīmikas rašanos šajos kukaiņos, pamatojoties uz evolūcijas teoriju.
Atbilde
Pirmkārt, vienai no mušām izveidojās mutācija, kas ļāva tai iegūt nelielu līdzību ar biti. Šādas mušas putni ēda nedaudz retāk, biežāk izdzīvoja un radīja pēcnācējus (notika dabiskā atlase), tāpēc pamazām pieauga bitēm līdzīgu mušu skaits.
Tad vienai no šīm mušām izveidojās mutācija, kas ļāva tai vēl vairāk līdzināties bitei. Šādas mušas, pateicoties mīmikai, biežāk nekā citas mušas izdzīvoja un dzemdēja, palielinājās mušu skaits ar vēl lielāku līdzību bitēm.
Tādējādi evolūcijas virzošo faktoru (iedzimta mainīgums un dabiskā atlase) mijiedarbības dēļ mušām radās mīmika zem bitēm.
Uz Āfrikas savannās mītošās zebras ķermeņa mijas tumšas un gaišas svītras. Nosauciet tā aizsargkrāsojuma veidu, izskaidrojiet tā nozīmi, kā arī fitnesa relatīvo raksturu.
Atbilde
Zebrai ir sadalošs krāsojums. Pirmkārt, šāda krāsošana no plēsoņa slēpj dzīvnieka īstās kontūras (nav skaidrs, kur beidzas viena zebra un sākas otra). Otrkārt, svītras neļauj plēsējam precīzi noteikt zebras kustības virzienu un ātrumu. Relativitāte: uz savannas fona ir skaidri redzamas spilgtas krāsas zebras.
Kožu kāpurs dzīvo uz koku zariem un briesmu brīdī kļūst kā zariņš. Nosauciet tās aizsargierīces veidu, izskaidrojiet tā nozīmi un relatīvo raksturu.
Atbilde
Ierīces veids: maskēšanās. Nozīme: zariem līdzīgs kāpurs ir mazāk pamanāms un mazāk ticams, ka putni to apēs. Relativitāte: uz citas krāsas koka vai staba šāds kāpurs būs skaidri redzams.
Evolūcijas procesā baltais zaķis attīstīja spēju mainīt kažoka krāsu. Paskaidrojiet, kā veidojās šī pielāgošanās videi. Kāda ir tā nozīme un kā izpaužas fitnesa relatīvais raksturs?
Atbilde
Nozīme: zaķim ziemā ir balts kažoks, bet vasarā pelēks, lai plēsoņām tas būtu mazāk pamanāms.
Veidošanās: mutācijas radās nejauši, piešķirot zaķim šādu kažoka krāsu; šīs mutācijas saglabāja dabiskā atlase, jo plēsējiem neredzamie zaķi izdzīvoja biežāk.
Relativitāte: ja zaķis ziemā nokļūst uz virsmas bez sniega (akmens, ugunsgrēks), tad tas ir ļoti labi redzams.
Nosauciet ienaidnieku aizsargkrāsojuma veidu atklātu ligzdojošo putnu mātītēm. Izskaidrojiet tā nozīmi un relatīvo raksturu.
Atbilde
Krāsošanas veids: maskēšana (apvienot ar fonu).
Nozīme: putns, kas sēž uz ligzdas, ir plēsējam neredzams.
Relativitāte: kad mainās fons vai putns kustas, tas kļūst pamanāms.
Organismu pielāgošanās spējas rašanās.
Galvenais iemesls dažādu dzīvo organismu pielāgošanās videi rašanās gadījumam ir selekcija. Piemēram, ir zināms, ka irbe ir meža putns. Atkarībā no biotopa tai ir dažādi pielāgojumi: a) knābja saīsināšana saistībā ar barības izņemšanu no sniega un lapu pakaišiem; b) ragu kroku parādīšanās pirkstu galos, lai atvieglotu pārvietošanos pa biezo sniega segu. ; c) izplešanās, spārnu noapaļošana ātrai pacelšanās gaisā (irbes senčiem tādas struktūras nebija).
Tālākai izplatīšanai dažādas izmaiņas piedzīvoja arī augu augļi un sēklas. Tie ir āķi, ērkšķi, ar kuriem tie tiek piestiprināti pie dzīvniekiem, vai vieglas pūkas, kuras izkliedē vējš.
Fitnesa parādīšanās augiem un dzīvniekiem ir raksturīga parādība, taču jebkurā gadījumā fitness neparādās uzreiz. Ilga evolūcijas procesa rezultātā parādās indivīdi ar īpašām pazīmēm, kas pielāgotas ārējās vides apstākļiem.
Piemērotības iezīmes pēc struktūras, krāsas, ķermeņa formas un uzvedības ir skaidri redzamas ūdens zīdītāja - delfīna piemērā. Smailā ķermeņa forma dod iespēju viegli un brīvi pārvietoties ūdenī dažādos virzienos. Delfīna ātrums sasniedz 40 km/h. Un putniem lidojuma piemērotības rādītāji ir spalvu klātbūtne, kas pārklāj ķermeni; ausu un zobu trūkums; spēja pagriezt galvu par 180 "; kaulu vieglums; ātra pārtikas sagremošana kuņģī utt.
Daudziem dzīvniekiem piemērotība ir tik attīstīta, ka tos ir grūti atšķirt no apkārtējās vides. Ķermeņa forma, zivju krāsa, dzīvnieki, kas dzīvo blīvos aļģu biezokņos, palīdz viņiem veiksmīgi paslēpties no ienaidniekiem.
Adaptācijas veidi:
- Aizsargājošā (maskējošā) krāsošana un to veidi.
- Instinktīva adaptācija.
- Rūpes par pēcnācējiem.
- Fizioloģiskā adaptācija.
Rīsi. 21. Nakts tauriņu pielāgošanās spēja, mainot krāsu uz atbilstošām koka stumbra krāsām: 1 - vienāds iezīmēto tumšo un gaišo tauriņu skaits; 2 - gaišs koka stumbrs; 3 - gaismas tauriņu skaita pieaugums; 4 - tumšo tauriņu skaita pieaugums; 5 - tumšs koka stumbrs
1. Aizsargājošā (maskējošā) krāsa un tās veidi. Aizsargājošs krāsojums - organismu pielāgošanās spēja, kas dzīvo atklāti un var būt pieejami ienaidniekiem. Putni, kas inkubē olas uz zemes (rubenes, irbes, paipalas utt.), saplūst ar apkārtējo fonu. Putns, kas nekustīgi sēž uz ligzdas, ir gandrīz neredzams saviem ienaidniekiem. Arī olas ar pigmentētām čaumalām un no tām izšķilušies cāļi nav pamanāmi. Lielajiem plēsējiem, kuru olas ienaidniekiem nav pieejamas, vai putniem, kas dēj olas augstu uz akmeņiem vai aprok. zemē, čaulas aizsargkrāsa neveidojas. Tauriņu kāpuri parasti ir zaļi, lapu krāsā vai tumši, mizas krāsā. Grunts zivis (stray, butes) bieži ir krāsotas smilšu krāsā.
Tuksneša dzīvnieki parasti ir smilšaini dzeltenā krāsā. Monohromatisks aizsargkrāsojums ir raksturīgs kukaiņiem (siseņiem), ķirzakām, saigām, lauvām. Daudzi dzīvnieki maina krāsu atkarībā no sezonas. Piemēram, arktiskā lapsa, baltais zaķis, irbe ziemā ir balti. Diennakts tauriņiem spārnu apakšējā daļā ir aizsargkrāsojums, savukārt nakts tauriņiem spārnu augšdaļa ir aizsargkrāsa, tāpēc dienas laikā tie kļūst pamanāmi ienaidniekiem un var aiziet bojā (spārnu apakšējā daļa ir gaiša ). Aizsargājošo krāsojumu var novērot arī kukaiņu veidā: tauriņu krizāle uz zara ir ļoti līdzīga nierēm; zaram nekustīgā stāvoklī piestiprināts kāpurs, līdzīgs koka zaram utt.
Aizsargkrāsošana ir īpaši noderīga organisma individuālās attīstības sākumposmā (olas, kāpuri, ligzdas). Aizsargājošs krāsojums ir nepieciešams lēni kustīgiem dzīvniekiem vai tiem, kas nonākuši miera stāvoklī.
Daudzi dzīvnieki spēj ātri mainīt krāsu atkarībā no apkārtējās vides krāsas, un šī spēja ir iedzimta. Piemēram: hameleons, plekste, agama.
Aizsargkrāsu veidi:
- aizsargājoša krāsošana;
- pievilcīga krāsošana;
- draudīgs krāsojums;
- imitējoša krāsošana.
1. Aizsargājoša brīdinājuma krāsa kas raksturīgi indīgiem, smeldzošiem vai dedzinošiem kukaiņiem. Piemēram, mārīte (sarkana, dzeltena, brūna, tumši sarkana, svītraina) putni nekad neknābj, jo izdalās indīgs, rūgtens dzeltenīgs šķidrums (22. att.). Ja cāļi nejauši knābj pie šīs vaboles, tad nākamreiz viņi tai netuvojas. Mīklu vabole izdala nepatīkamu degošu šķidrumu, tai ir spilgti sarkana svītraina krāsa. Bišu, kameņu, lapseņu, indīgo čūsku krāsojums pasargā tās no plēsējiem. Aizsargājošais krāsojums ir atkarīgs arī no dažu kukaiņu un dzīvnieku uzvedības. Reizēm rāpojošās vaboles briesmu brīžos nosalst. Rūgtenis, ligzdots niedrēs, nejauši ieraugot ienaidnieku, izstiepj kaklu, paceļ galvu un nosalst. Brīdinājuma krāsa dzīvniekiem tiek apvienota ar uzvedību, kas atbaida plēsējus.
Rīsi. 22. Brīdinājuma krāsojums: 1 - mārīte; 2 - blisteris
2. Pievilcīgs krāsojums.Šis krāsojums ir īpaši svarīgs audzēšanas laikā. Sarkano tauriņu, zilo spārnu sienāžu, jerboas, vīriešu kārtas putnu apspalvojuma spilgtā krāsa piesaista mātītes vairošanās sezonā. Parastās dienās krāsojums saplūst ar vidi un kļūst ienaidniekiem neredzams (23. att.).
Rīsi. 23. Pievilcīgs krāsojums: 1 - sarkana vērtne; 2 - zilspārnu kumelīte; 3 - jerboa
3. Draudošs krāsojums. Briesmu laikā dzīvnieki ieņem draudīgu pozu. Piemēram, briesmu brīžos kobra paceļ galvu taisni, izpūš kaklu un ieņem draudīgu pozu; tumšā vabole paceļ vēderu un izdala nepatīkamu smaku. Ausainā apaļgalva acumirklī atver ādas krokas uz galvas un sasalst ar atvērtu muti. Uz dievlūdzēju atvērtajiem spārniem ir plankumi, kas izskatās kā acis. Briesmu gadījumā, atverot spārnus, dievlūdzējs atbaida ienaidnieku. Tādi paši plankumi sastopami arī naktstauriņiem (24. att.).
Rīsi. 24. Bīstams krāsojums: acu plankumi uz tauriņa spārniem (1) draudu pozā izskatās kā elfa pūces acis (2)
4. Imitatīva krāsošana -mīmika(grieķu mimikos - "imitācija"). Tā ir dzīvo organismu dzīvnieku un augu vai noteiktu nedzīvu vides objektu imitācija. Neaizsargātu organismu brīdinājuma krāsai ir līdzība ar vienu vai vairākām sugām. Piemēram, pēc ķermeņa formas, izmēra, spilgtas krāsas tarakāns ir līdzīgs mārītei. Jūras zirdziņa un zivju staigātāja ķermeņa forma atgādina aļģes. Balts tauriņš ar nepatīkamu smaku un košu krāsu atdarina neēdamos tauriņus no helikonīdu dzimtas (25. att.), bet mušas – lapsenes. Neindīgo čūsku līdzība ar indīgām palīdz tām pasargāt sevi no ienaidniekiem un izdzīvot.
Rīsi. 25. Imitatīva krāsa: baltais tauriņš (T) izskatās pēc indīga helikonīda tauriņa (2)
Atdarinātas augu krāsošanas piemēri.
Imitatīva augu krāsošana ir nepieciešama, lai piesaistītu vai iebiedētu dzīvniekus. Parasti uz Belozoras zieda nav nektāra. Lai piesaistītu kukaiņus, tas ir līdzīgs medus augam. Kukaiņi, kas sēž uz zieda, veicina tā apputeksnēšanu. Kukaiņēdāja auga (nepenthes) ziedi ir spilgti krāsoti. Kukaiņi, sēžot uz zieda, uzreiz iekrīt "slazdā" un iet bojā. Orhideja pēc zieda formas un smaržas atgādina dažu kukaiņu mātīti, tāpēc kukaiņu tēviņi neviļus apsēžas uz zieda un to apputeksnē.
Mīmika notiek dabiskās atlases kontrolē. Tās rašanās ir saistīta ar nelielu labvēlīgu mutāciju uzkrāšanos ēdamajās sugās to līdzāspastāvēšanas apstākļos ar neēdamām. Viens no galvenajiem aizsardzības ieročiem pret ienaidniekiem un adaptīvām iezīmēm ir: kukaiņiem un krabjiem - hitīna pārklājs, mīkstmiešiem - gliemežvāki, krokodiliem - zvīņas, bruņurupučiem un bruņurupučiem - čaula, ezim un dzeloņcūkām - adatas.
Fitness. Aizsargājošs krāsojums. Aizsargājošs krāsojums. Pievilcīgs krāsojums. Bīstams krāsojums. Imitējoša krāsa (mīmika).
- Galvenais iemesls organismu dažādajai adaptācijai vides apstākļiem ir selekcija.
- Aizsargājošais krāsojums ir pielāgošanās spēja, kas nepieciešama, lai aizsargātu organismus, kas vada atvērtu dzīvesveidu, no ienaidniekiem.
- Aizsargājošs krāsojums - aizsargkrāsojuma veids, kas raksturīgs indīgiem, smeldzošiem, dedzinošiem kukaiņiem.
- Pievilcīgs krāsojums - aizsargkrāsojuma veids organismu vairošanās periodā.
- Draudoša krāsošana ir veids, kā aizsargāt dzīvniekus no ienaidniekiem, ieņemot draudīgu stāju.
- Dzīvu organismu un nedzīvu vides objektu imitācija ir tādu organismu pielāgošanās spēja, kuri nespēj sevi aizstāvēt vai ir neaktīvi.
- Kādas organismu īpašības nosaka piemērotību?
- Kā rodas fitness?
- Nosauciet aizsargkrāsu veidus.
- Sniedziet aizsargkrāsojuma piemēru.
- Kādiem organismiem raksturīga imitējoša krāsa?
- Sniedziet piemērus, kas pierāda uzkrītošas krāsošanas lietderību.
- Kādi ir augu atdarināšanas krāsu piemēri?
Exercise
Vai dabā esi sastapis kukaiņus, kuri pieskaroties sasalst? Pievērsiet uzmanību viņu rīcībai, nekustīgumam. Pievērsiet uzmanību kukaiņiem, kas izdala nepatīkamu smaku. Salīdziniet tos. Šis uzdevums palīdzēs jums labāk iepazīt dzīvnieku aizsargājošo un draudīgo krāsojumu.
Mēģiniet izpildīt uzdevumu.
Pie kāda veida pieder norādītie aizsargkrāsojuma piemēri? Attiecīgi ievadiet ar lielajiem burtiem: "ZShch" - aizsargājošs; "PR" - piesaista; "PD" - imitējošs.
- Mārīte. 5. Nepentes (kukaiņēdājs augs).
- Tauriņš. 6. Rūgtums.
- Melnā vabole. 7. Fazānu tēviņš.
- Jūras zirgs. 8. Mantis.