Тема 5.2.2 Относительность приспособленности организмов. Вид – элементарная эволюционная

Единица

Приспособленность организмов к условиям внешней среды, как результат естественного отбора

Виды растений и животных удивительно приспособлены к условиям среды, в которой они обитают. Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, обеспечивающих высокий уровень приспособленности вида к среде. В понятие «приспособленность вида» входят не только внешние признаки, но и соответствие строения внутренних органов выполняемым им функциям, например, длинный и сложно устроенный пищеварительный тракт животных, питающихся растительной пищей (корова и все жвачные). Соответствие физиологических функций условиям их обитания, их сложность и разнообразие так же входят в понятие приспособленности.

Приспособительные особенности строения, окраска тела, поведение животных

У животных приспособительной является форма тела. Хорошо известен облик водного млекопитающего дельфина. Его движения в воде легки и точны. Скорость движения достигает 40 км/ч., хотя известны случаи использования животным толкающей гидродинамической силы винтов и корпуса попутных судов, тогда собственная скорость движения дельфина резко повышается до 70 км/ч. Плотность воды более 800 раз выше плотности воздуха и всё же дельфину удаётся преодолеть её. Помимо других особенностей строения, идеальной приспособленности дельфина к среде обитания и образу жизни способствует форма тела. Вытянутая, торпедообразная, она позволяет избежать образования завихрений потоков воды, обтекающих тело дельфина. В последние годы учёные открыли, что этой же цели способствует особое строение покровов животного. Покровная ткань, как не странно шершавая, а не идеально гладкая. Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму, делая её ламинарной. Птицы лишены ушных раковин и других выступающих частей, в полёте птица обычно вытягивает ноги. В результате птицы приобретают большую скорость полёта и маневренность, намного превосходя всех других животных. Во время преследования жертвы, сокол сапсан при пикировании развивает скорость свыше 300 км/ч. Высокая скорость позволяет столь массивной водной птице пингвину без труда выскакивать из воды на довольно высокие уступы скал. Она же делает возможной охоту за рыбой.

У животных, ведущих скрытный, затаивающийся образ жизни, полезными оказываются приспособления, придающие им сходство с предметами окружающей среды. Причудливая форма тела у рыб, обитающих в зарослях водорослей, помогает им успешно скрываться от врагов. Сходство с предметами среды обитания широко распространено у насекомых. Они приобрели формы, сходные с предметами среды, в которой обитают. Так насекомые палочники похожи на бурую или зелёную веточку, а прямокрылые насекомые имитируют лист дерева. Плоское тело имеют рыбы, ведущие придонный образ жизни (камбала).

Средством защиты от врагов служит и покровительственная окраска. Птицы, насиживающие яйца на земле, сливаются с окружающим фоном. Малозаметны и их яйца, имеющие пигментированную скорлупу и вылупляющиеся из них птенцы. Защитный характер пигментации яиц подтверждается тем, что у видов, чьи яйца недоступны для врагов – крупных хищников, или у птиц, откладывающих яйца на скалах или закапывающих их в землю, покровительственная окраска скорлупы не развивается. Покровительственная окраска широко распространена среди самых различных животных. Гусеницы бабочек часто зелёные, под цвет листьев или тёмные, под цвет коры или земли. Донные рыбы имеют окраску дна, при этом некоторые из них способны изменять окраску в зависимости от цвета окружающего фона. Животные пустынь имеют, как правило, буро-жёлтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна как насекомым и мелким ящерицам, так и крупным копытным и хищникам.

Если фон среды не остаётся постоянным в зависимости от сезона года, многие животные меняют окраску. Песец, заяц – зимой белые, что делает их незаметными на снегу.

Нередко у животных наблюдается не скрывающая окраска тела, а напротив, привлекающая внимание. Такая окраска свойственна ядовитым, обжигающим или жалящим насекомым – пчёлам, осам, божьим коровкам. Яркая окраска заранее предупреждает хищника о бесполезности и опасности нападения.

Защитное действие покровительственной или предупреждающей окраски повышается при сочетании её с соответствующим поведением. Животные принимают характерные позы или замирают. Предостерегающая окраска у животных, наоборот сочетается с демонстративным поведением, отпугивающим хищника.

Эффективность предостерегающей окраски явилась причиной очень интересного явления – мимикрии (подражания). Мимикрией называют сходство беззащитного или съедобного вида с одним или несколькими видами, неродственными и хорошо защищёнными. Возникновение мимикрии связано с накоплением под контролем естественного отбора мелких удачных мутаций у съедобных видов в условиях их совместного обитания с несъедобными. Кроме защитной окраски у животных и растений наблюдаются и другие средства защиты. У растений нередко образуются иглы и колючки, защищающие их от поедания травоядными животными – кактусы, боярышник, облепиха. Такую же роль играют ядовитые вещества, обжигающие волоски у крапивы.

Для выживания организмов в борьбе за существование большое значение имеет приспособительное поведение. Помимо затаивания или демонстративного, отпугивающего поведения при приближении врага, существует много других вариантов приспособительного поведения, обеспечивающего выживаемость взрослых особей или молоди. Сюда относится запасание корма на неблагоприятный сезон года. Особенно это присуще грызунам. Количество запасённого корма может быть значительным – 10 и более кг. Примером приспособительного поведения служит и время наибольшей активности – дневное или ночное.

Забота о потомстве

Это приспособление, обеспечивающее защиту потомства от врагов. Забота о потомстве может проявляться в разной форме. Многие рыбы охраняют икру, отложенную между камнями. Самцы корюшки для этой цели строят гнездо. Многие рыбы вынашивают икру во рту. В это время родитель не питается. Наибольшая безопасность потомства достигается, очевидно, в тех случаях, когда зародыши развиваются в теле матери.

У членистоногих, образующиеся личинки ведут самостоятельный образ жизни и не зависят от родителей. Некоторые виды ос, нападая на жуков и гусениц, парализуют их, откладывают яйца, обеспечивая будущую личинку пищей.

Значительно более сложные и многообразные формы заботы о потомстве наблюдаются у высших позвоночных. Сложные инстинкты и способность к индивидуальному обучению позволяют им, со значительно большим успехом, выращивать потомство.

Физиологические адаптации

Соответствующая форма и окраска тела, целесообразное поведение обеспечивают успех в борьбе за существование только тогда, когда эти признаки сочетаются с приспосабливаемостью жизнедеятельности к условиям обитания, то есть физиологические адаптации. Без такой адаптации невозможно поддержание устойчивого обмена веществ в организме в постоянно колеблющихся условиях внешней среды.

Разнообразные механизмы физиологической адаптации к неблагоприятным условиям выработали птицы и млекопитающие. Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира, при его окислении образуется много воды. Птицы и млекопитающие способны регулировать потери воды с поверхности дыхательных путей.

У человека плохо регулируется солевой обмен, поэтому ему необходима пресная вода. Но рептилии и птицы морей приобрели специальные железы, позволяющие им быстро избавиться от избытка солей.

Очень интересны приспособления, развивающиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долгое время обходиться без кислорода на больших глубинах. Тюлень может находиться на глубине до 600 м в течение 40-60 мин. Это обусловлено присутствием в мышцах большого количества пигмента – миоглобина. Миоглобин способен связать в 10 раз больше кислорода, чем гемоглобин.

Путём естественного отбора возникают и совершенствуются приспособления, облегчающие поиск пищи или партнёра для размножения. Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Так, самец ночного мотылька, в период размножения способен чувствовать самку на расстоянии до 12 км. Ночные хищники хорошо видят ночью. У некоторых змей хорошо развита термолокация. Многие животные для ориентировки используют эхолокацию. Человек создал науку – бионику, которая позволяет использовать в своей жизнедеятельности физиологические адаптации животных.

Таким образом, строение живых организмов очень тонко приспособлено к условиям существования. Любой видовой признак или свойство носят приспособительный характер, целесообразный в данной среде, в данных жизненных условиях. Все особенности строения кошки и её поведения целесообразны для хищника, подстерегающего жертву из засады.

Приспособления не появляются в готовом виде, а представляют собой результат отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в конкретных условиях.

Ни один из приспособительных признаков не обеспечивает абсолютной безопасности для их обладателей. Любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они оказываются бесполезными и вредными для организма. Так рост резцов грызуна – важная особенность, но лишь при питании твёрдой пищей.

Таким образом, любая структура и любая функция являются приспособлением к внешней среде. Эволюционные изменения – образование новых популяций и видов, возникновение или исчезновение органов, усложнение организации – обусловлены возникновением и развитием приспособлений (адаптаций). Целесообразность живой природы – результат исторического развития видов в определённых условиях, поэтому она всегда относительна и имеет временный характер.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: