Was ist der relative Charakter von Anpassungen? Die Anpassungsfähigkeit von Organismen ist das Ergebnis der Wirkung evolutionärer Faktoren. Relativer Charakter von Anpassungen. Relative Natur der Fitness

Abschnitte: Biologie

Lernziele:

• Wiederholung und Festigung des Wissens über die treibenden Kräfte der Evolution;
• um das Konzept der Anpassungsfähigkeit von Organismen an ihre Umwelt zu bilden, Wissen über die Anpassungsmechanismen als Ergebnis der Evolution;
• die Fähigkeiten weiterentwickeln, Kenntnisse über theoretische Gesetze zu nutzen, um in der lebenden Natur beobachtete Phänomene zu erklären;
• spezifisches Wissen über Adaptive zu bilden Strukturmerkmale, Körperfärbung und Tierverhalten.

Ausrüstung:

Tabelle „Anpassungsfähigkeit und ihre relative Natur“, Fotos, Zeichnungen, Sammlungen pflanzlicher und tierischer Organismen, Karten zur Durchführung von Tests, Präsentation.

1. Wiederholung des untersuchten Materials:

In Form eines Frontalgesprächs wird vorgeschlagen, Fragen zu beantworten.

a) Nennen Sie die einzige treibende Kraft der Evolution.
b) Was ist der Materiallieferant für die Selektion in der Bevölkerung?
c) Es ist bekannt, dass die erbliche Variabilität, die Material für die Selektion liefert, zufällig und nicht gerichtet ist. Wie wird natürliche Selektion richtungsabhängig?
d) Erklären Sie aus evolutionärer Sicht den folgenden Ausdruck: „Es sind nicht einzelne Gene, die der Selektion unterliegen, sondern ganze Phänotypen.“ Der Phänotyp ist nicht nur ein Selektionsobjekt, sondern spielt auch die Rolle eines Übermittlers von Erbinformationen über Generationen hinweg.“

Während die Frage gestellt wird, wird ihr Text auf dem Bildschirm angezeigt (es wird eine Präsentation verwendet).

2. Der Lehrer bringt das Gespräch auf die Formulierung des Unterrichtsthemas.

In der Natur besteht eine Diskrepanz zwischen der Fähigkeit von Organismen, sich unbegrenzt zu vermehren, und begrenzten Ressourcen. Ist das der Grund...? der Kampf ums Dasein, durch den die am besten an die Umweltbedingungen angepassten Individuen überleben. (Zeigen Sie das Diagramm auf dem Bildschirm an, die Schüler schreiben es in ein Notizbuch.)

Eines der Ergebnisse der natürlichen Selektion kann also als Entwicklung von Anpassungen in allen lebenden Organismen bezeichnet werden – Anpassungen an die Umwelt, d.h. Fitness ist das Ergebnis von Handeln natürliche Auslese in den gegebenen Existenzbedingungen.

(Mitteilung des Unterrichtsthemas, Eintrag in ein Notizbuch)

Denken Sie nach und versuchen Sie zu formulieren, was das Wesen der Anpassung an Umweltbedingungen ist. (Gemeinsam mit den Schülern gibt der Lehrer eine Definition von Fitness, die in einem Notizbuch notiert und auf einem Diabildschirm angezeigt wird)

Anpassungsfähigkeit von Organismen oder Anpassungen- eine Reihe von Merkmalen ihrer Struktur, physiologischen Prozesse und ihres Verhaltens, die einer bestimmten Art die Möglichkeit eines bestimmten Lebensstils unter bestimmten Umweltbedingungen bieten.

Welche Bedeutung hat Ihrer Meinung nach Fitness für Organismen?

Bedeutung: Die Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen erhöht die Überlebenschancen von Organismen und hinterlässt eine große Anzahl von Nachkommen. (Ins Notizbuch schreiben, Folie auf dem Bildschirm anzeigen)

Es stellt sich die Frage: Wie entstehen Anpassungen? Versuchen wir, die Entstehung eines Elefantenrüssels aus der Sicht von C. Linnaeus, J.B. Lamarck, C. Darwin zu erklären.

(Auf dem Bildschirm ist ein Foto eines Elefanten und der Wortlaut der gestellten Frage zu sehen.)

Mögliche Antworten der Schüler:

Laut Linnaeus ist die Fitness von Organismen Ausdruck ursprünglicher Zweckmäßigkeit. Die treibende Kraft ist Gott. Beispiel: Gott hat Elefanten wie alle Tiere erschaffen. Daher haben alle Elefanten vom Moment ihres Erscheinens an einen langen Rüssel.

Nach Lamarck: die Idee der angeborenen Fähigkeit von Organismen, sich unter dem Einfluss der äußeren Umgebung zu verändern. Die treibende Kraft der Evolution ist der Wunsch der Organismen nach Perfektion. Beispiel: Elefanten mussten bei der Nahrungsaufnahme ständig ihre Oberlippe ausstrecken, um Nahrung zu bekommen (Bewegung). Dieses Merkmal wird vererbt. So entstand der lange Elefantenrüssel.

Laut Darwin: Unter den vielen Elefanten gab es Tiere mit unterschiedlich langen Rüsseln. Diejenigen von ihnen mit einem etwas längeren Rumpf waren erfolgreicher bei der Nahrungsbeschaffung und dem Überleben. Diese Eigenschaft wurde vererbt. So entstand nach und nach der lange Elefantenrüssel.

Welche Erklärung ist realistischer? Versuchen wir, den Mechanismus zu beschreiben, durch den Anpassungen entstehen. (Schema auf dem Bildschirm)

3. Vielzahl von Anpassungen.

Auf den Schreibtischen der Studierenden liegen Zeichnungen und Sammlungen, die die verschiedenen Anpassungen von Organismen an die Umwelt veranschaulichen. Arbeiten Sie zu zweit oder in Gruppen. Die Schüler beschreiben Anpassungen, benennen sie selbst oder mit Hilfe des Lehrers. Diese Geräte werden im Verlauf des Gesprächs auf dem Bildschirm angezeigt.

1. Morphologische Anpassungen (Veränderungen der Körperstruktur).

• stromlinienförmige Körperform bei Fischen und Vögeln
• Membranen zwischen den Zehen von Wasservögeln
• dickes Fell bei nördlichen Säugetieren
• flacher Körper im Grundfisch
• kriechende und kissenförmige Form bei Pflanzen in nördlichen Breiten und Hochgebirgsregionen

2. Tarnung: Körperform und Farbe verschmelzen mit den umgebenden Objekten (gleiten).

(Seepferdchen, Stabheuschrecken, Raupen einiger Schmetterlinge).

3. Bevormundendes Färben:

entwickelt sich bei Arten, die offen leben und für Feinde zugänglich sein können (Eier offen brütender Vögel, Heuschrecke, Flunder). Wenn der Umgebungshintergrund je nach Jahreszeit nicht konstant ist, ändern die Tiere ihre Farbe (weißer Hase, Feldhase).

4. Warnfarbe:

Sehr hell, charakteristisch für giftige und stechende Formen (Wespen, Hummeln, Marienkäfer, Klapperschlangen). Oft verbunden mit demonstrativem Angstverhalten.

5. Mimikry:

Ähnlichkeit in Farbe und Körperform ungeschützter Organismen mit geschützten (Schwebfliegen und Bienen, tropische Schlangen usw.) Giftige Schlangen; Löwenmaulblüten sehen aus wie Hummeln – Insekten versuchen, Paarungsbeziehungen aufzubauen, was die Bestäubung fördert; vom Kuckuck gelegte Eier). Nachahmer sind nie zahlreicher als die ursprüngliche Art. Andernfalls verliert die Warnfarbe ihre Bedeutung.

6. Physiologische Anpassungen:

Anpassungsfähigkeit der Lebensprozesse an die Lebensbedingungen.

• Fettansammlung durch Wüstentiere vor Beginn der Trockenzeit (Kamel)
• Drüsen, die überschüssige Salze bei Reptilien und Vögeln ausscheiden, die in der Nähe des Meeres leben
• Wasserschutz bei Kakteen
• schnelle Metamorphose bei Wüstenamphibien
• Thermoortung, Echoortung
• Zustand der teilweise oder vollständig ausgesetzten Animation

7. Verhaltensanpassungen:

Verhaltensänderungen unter bestimmten Bedingungen

• Die Pflege des Nachwuchses verbessert das Überleben junger Tiere und erhöht die Stabilität ihrer Populationen
• Während der Paarungszeit bilden sich einzelne Paare, die sich im Winter zu Schwärmen vereinen. Was Nahrung und Schutz erleichtert (Wölfe, viele Vögel)
• abschreckendes Verhalten (Bombardierkäfer, Stinktier)
• Frieren, Vortäuschen einer Verletzung oder des Todes (Opossums, Amphibien, Vögel)
• Vorsorgeverhalten: Winterschlaf, Lebensmittellagerung

8. Biochemische Anpassungen:

verbunden mit der Bildung bestimmter Substanzen im Körper, die die Abwehr von Feinden oder Angriffe auf andere Tiere erleichtern

• Gifte von Schlangen, Skorpionen
• Antibiotika gegen Pilze und Bakterien
• Kristalle von Kaliumoxalat in den Blättern oder Stacheln von Pflanzen (Kakteen, Brennnessel)
• spezielle Struktur von Proteinen und Lipiden in Thermophilen (beständig gegen hohe Temperaturen)

und psychrophil (kälteliebend), was es Organismen ermöglicht, in heißen Quellen, vulkanischen Böden und unter Permafrostbedingungen zu existieren.

Relativer Charakter Geräte.

Es wird empfohlen, auf die Tabelle zu achten: Hase. Für Raubtiere im Schnee unsichtbar, deutlich sichtbar vor dem Hintergrund der Baumstämme. Gemeinsam mit den Schülern werden weitere Beispiele genannt: Motten sammeln Nektar von hellen Blüten, fliegen aber auch auf das Feuer zu, sterben dabei allerdings; Giftschlangen werden von Mungos und Igeln gefressen; Wenn Sie einen Kaktus zu viel gießen, stirbt er ab.

Welche Schlussfolgerung lässt sich ziehen?

Fazit: Jedes Gerät ist nur unter den Bedingungen nützlich, unter denen es hergestellt wurde. Wenn sich diese Bedingungen ändern, verlieren Anpassungen ihren Wert oder schädigen sogar den Körper. Daher ist Fitness relativ.

Bei der Untersuchung des Themas haben wir uns auf die Lehren von Charles Darwin über die natürliche Selektion verlassen. Es erklärte den Mechanismus, durch den sich Organismen an ihre Lebensbedingungen anpassen, und bewies, dass Fitness immer relativ ist.

4. Festigung des Wissens.

Auf den Schreibtischen der Studierenden liegen Prüfungsbögen und Antwortkarten.

Option 1.

1. Ein Phänomen, das als Beispiel für Tarnfärbung dient:

a) Färbung von Sikahirschen und Tigern;
b) Flecken auf den Flügeln einiger Schmetterlinge, ähnlich den Augen von Wirbeltieren;
c) die Ähnlichkeit der Farbe der Flügel des Pierida-Schmetterlings mit der Farbe der Flügel des ungenießbaren Helikoniden-Schmetterlings;
d) Färbung von Marienkäfern und Kartoffelkäfern.

2. Wie moderne Wissenschaft erklärt die Entstehung organischer Zweckmäßigkeit:

a) ist das Ergebnis des aktiven Wunsches von Organismen, sich an bestimmte Umweltbedingungen anzupassen;
b) ist das Ergebnis der natürlichen Selektion von Individuen, die sich aufgrund zufällig auftretender erblicher Veränderungen bei ihnen als besser an die Umweltbedingungen angepasst als andere erwiesen haben;
c) das Ergebnis des direkten Einflusses äußerer Bedingungen auf die Entwicklung entsprechender Merkmale in Organismen ist;
d) es war ursprünglich zu dem Zeitpunkt vorbestimmt, als der Schöpfer die wichtigsten Arten von Lebewesen erschuf.

3. Phänomen. Ein Beispiel dafür ist die Ähnlichkeit zwischen Löwenfliege und Wespe in der Farbe des Hinterleibs und der Form der Fühler:

a) Warnfärbung;
b) Mimikry;
c) adaptive Färbung;
d) Tarnung.

4. Beispiel für Schutzfärbung:

5. Beispiel für die Warnfärbung:

a) leuchtend rote Farbe der Rosenblüte;


d) Ähnlichkeit in Farbe und Körperform.

Option 2.

1. Der Haupteffekt der natürlichen Selektion:

a) Erhöhung der Häufigkeit von Genen in der Bevölkerung, die die Fortpflanzung über Generationen hinweg gewährleisten;
b) Erhöhung der Häufigkeit von Genen in der Population, die eine große Variabilität der Organismen gewährleisten;
c) das Auftreten von Genen in der Population, die die Erhaltung der Merkmale der Art in Organismen gewährleisten;
d) das Auftreten von Genen in der Population, die die Anpassung von Organismen an die Lebensbedingungen bestimmen;

2. Beispiel einer Schutzfärbung:

A) grüne Farbe bei der singenden Heuschrecke;
b) grüne Blattfarbe bei den meisten Pflanzen;
c) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;
d) Ähnlichkeit in der Farbe des Hinterleibs der Schwebfliege und der Wespe.

3. Maskierungsbeispiel:

a) Grünfärbung der singenden Heuschrecke;
b) Ähnlichkeit in der Farbe des Hinterleibs der Schwebfliege und der Wespe;
c) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;

4. Beispiel für die Warnfärbung:

a) leuchtend rote Farbe einer Rosenblüte;
b) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;
c) farbliche Ähnlichkeit zwischen Schwebfliege und Wespe;
d) Ähnlichkeit in Farbe und Körperform der Mottenraupe mit dem Knoten.

5. Beispiel für Mimikry:

a) Grünfärbung der singenden Heuschrecke;
b) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;
c) Ähnlichkeit in der Farbe des Hinterleibs der Schwebfliege und der Wespe;
d) Ähnlichkeit in Farbe und Körperform der Mottenraupe mit dem Knoten.

Antwortkarte:

	1	2	3	4	5
A
B
V
G

Hausaufgaben:

1. Absatz 47;
2. Füllen Sie die Tabelle in Absatz 47 aus:

Organismen überleben durch Selektion der beste Weg an die sie umgebenden Bedingungen angepasst, aber Anpassungen sind immer relativ. Es genügen schon unbedeutende Veränderungen in der Umwelt, damit etwas, das unter früheren Bedingungen nützlich war, seine adaptive Bedeutung verliert.

Beispiele für relative Anpassungen

Der Ussuri-Tiger hat eine schützende Färbung, die ihn im Sommer gut im Dickicht versteckt, aber im Winter, nachdem der Schnee gefallen ist, lässt die Färbung das Raubtier erkennen. Mit Beginn des Herbstes häutet sich der weiße Hase, aber wenn der Schneefall verzögert wird, wird der weiße Hase vor dem dunklen Hintergrund kahler Felder deutlich sichtbar.

Die Eigenschaften eines Organismus erreichen, selbst unter den Bedingungen, unter denen sie durch Selektion erhalten wurden, niemals absolute Perfektion. Somit ist das Spulwurmeier gut vor der Einwirkung von Giften geschützt, stirbt jedoch schnell an Feuchtigkeitsmangel und hoher Temperatur.

Giftdrüsen sind für viele Tiere eine zuverlässige Abwehr, aber Karakurt-Gift, das für Kamele und Rinder tödlich ist, ist für Schafe und Schweine ungefährlich. Für den Igel stellt die Viper keine Gefahr dar.

Euphorbia-Stängel werden von pflanzenfressenden Säugetieren nicht gefressen, bleiben aber den Raupen des Wolfsmilchschwärmers usw. schutzlos ausgeliefert. Selection hat stets ein breites Betätigungsfeld für die weitere Verbesserung von Geräten.

Wenn sich die Bedingungen ändern, sind Anpassungen, die zuvor angemessen waren, nicht mehr angemessen. Dann treten neue Anpassungen auf und Formen, die zuvor „zweckmäßig“ waren, sterben aus.

Abschnitte: Biologie

Ziel: das Wissen der Studierenden über die Anpassungsfähigkeit von Organismen an die Umwelt zu stärken.

Aufgaben:

pädagogisch: Wissensbildung über die verschiedenen Arten der Anpassung von Organismen an die Umwelt;

Entwicklung: die Fähigkeit, mit einem Lehrbuch zu arbeiten, zu analysieren, zu vergleichen, das Wesentliche hervorzuheben, logisch zu denken

pädagogisch: Förderung der ästhetischen Bildung, Bildung einer wissenschaftlichen Weltanschauung.

Ausstattung: Tabelle „Anpassungsfähigkeit und ihre relative Natur“, Fotografien, Zeichnungen, Sammlungen pflanzlicher und tierischer Organismen, Präsentation.

Während des Unterrichts

In Form eines Frontalgesprächs wird vorgeschlagen, Fragen zu beantworten.

1. Wie lässt sich die Anpassungsfähigkeit von Lebewesen an ihre Umwelt erklären?

2. Wie ist die Artenvielfalt in der Natur entstanden?

3. Warum nimmt die Organisation von Lebewesen im Laufe der Evolution zu?

Zu den Fragen: Welche Erklärung der Fitness von Organismen war im 18. Jahrhundert üblich? Wie hat Lamarck diese Phänomene erklärt? - Die Schüler geben leicht Antworten, die der Lehrer mit einer Bemerkung über die Widersprüche zwischen wissenschaftlichen Fakten, die die Vollkommenheit der organischen Welt offenbaren, und den damals angebotenen Erklärungen zusammenfasst.

Studierende in Gruppen erhalten Aufgaben und verschiedene Objekte zur Bearbeitung:

Betrachten Sie die Früchte und Samen von Birke, Kiefer, Löwenzahn, Mohn usw. und bestimmen Sie die Art ihrer Anpassungsfähigkeit an die Verbreitung.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit halten die Studierenden in einer Tabelle fest.

Jede Schülergruppe erstellt einen Bericht über die Ergebnisse ihrer Arbeit und zeigt Objekte. Anschließend werden auf der Grundlage der Ergebnisse der Gruppen Verallgemeinerungen über die Vielfalt der Anpassungen in derselben Umgebung vorgenommen.

Der Erklärung der Entstehung von Anpassungen nach Darwins Lehre der natürlichen Selektion im Vergleich zu Lamarcks Erklärung sollte große Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Es muss sichergestellt werden, dass die Schüler aus der Perspektive von Darwins Lehre richtig erklären können, wie dieses oder jenes Gerät entstanden ist.

Die Bildungsbeschreibung wird gelesen und verstanden lange Beine und ein langer Hals nach Lamarck und Darwin.

Anschließend werden die Schüler gebeten, den Vorfall zu erklären:

• weiße Färbung polarer Tiere;
• Igelfedern;
• Schalen von Weichtieren;
• Wildrosenaroma;
• Ähnlichkeiten zwischen der Mottenraupe und einem Zweig

Bei der Beantwortung geben die Studierenden Erklärungen zu Fakten, die auf der darwinistischen Lehre basieren; Vergleiche mit einer möglichen Interpretation derselben Beispiele nach Lamarck offenbaren deren ideologisches Wesen.

Das Hauptaugenmerk liegt auf der Aufklärung der Gründe, warum Lamarcks Theorie nicht in der Lage war, den Ursprung der organischen Evolution zu erklären, was Charles Darwin brillant gelang.

Anpassung oder Anpassung ist die Fähigkeit eines Organismus, in einer bestimmten Umgebung zu überleben und Nachkommen zu hinterlassen.

Beispiele für Fitness

Ursachen	Arten von Geräten	Beispiele
1. Schutz vor Feinden	Schützende Färbung(macht Organismen vor dem Hintergrund der Umwelt weniger auffällig)	Schneehuhn, Hase (ändert seine Farbe je nach Jahreszeit), Färbung von Weibchen im offenen Brutbereich (Auerhuhn, Haselhuhn), grüne Farbe Raupenlarven, Färbung von Motten usw.
	Verkleidung(Körperform und Farbe verschmelzen mit umgebenden Objekten)	Die Mottenraupe ähnelt in Form und Farbe einem Zweig, die Stabheuschrecke ist einem trockenen Schilfrohr sehr ähnlich, einige Insekten wiederholen die Form und Farbe der Blätter vollständig
	Mimikry - Nachahmung eines weniger geschützten Organismus einer Art durch einen stärker geschützten Organismus einer anderen Art (oder eines Umweltobjekts)	Nachahmung einiger Fliegen durch stechende Hautflügler (Fliege – Schwebfliege – Biene)
	Warnfärbung- helle Färbung, Warnung vor der Toxizität eines lebenden Organismus.	Die leuchtenden Farben von Marienkäfern, Fliegenpilzen, vielen giftigen Fröschen usw.
	Bedrohliche Posen	Die Rüschenechse hat eine bunte Kapuze, die sich öffnet, wenn sie einem Feind begegnet. Brillenschlangen, einige Raupen (Falkenspinner)
Anpassungen an Umgebungsbedingungen	Stromlinienförmige Körperform	Fisch, Meeressäuger, Vögel.
	Anpassungen für den Flug	Federn und Flügel von Vögeln, Flügel von Insekten.
Anpassungen zur Reproduktion	Paarungsverhalten	Viele Tiere (Kranichtänze, Hirschkämpfe)
	Anpassungen zur Bestäubung	Durch Wind, Insekten, Selbstbestäubung bei Pflanzen
	Anpassungen für die Saatgutübertragung	Wind, Tiere, Wasser

ZU morphologische Anpassungen Dazu gehören: Schutzfärbung, Tarnung, Mimikry, Warnfärbung.

ZU ethologisch oder Verhalten Dazu gehören Drohhaltungen und das Anhäufen von Nahrungsmitteln.

Unter physiologischer Anpassung versteht man eine Reihe physiologischer Reaktionen, die der Anpassung des Körpers an Veränderungen der Umweltbedingungen zugrunde liegen und darauf abzielen, die relative Konstanz seiner inneren Umgebung – Homöostase – aufrechtzuerhalten.

Chemische Interaktion (Ameisen scheiden Enzyme aus, die von Familienmitgliedern zur Koordinierung von Aktivitäten verwendet werden)

Wassereinsparung in einem Kaktus

Die Fürsorge für den Nachwuchs ist eine Kette aufeinanderfolgender Reflexe, die im Laufe der Evolution entwickelt werden und den Erhalt der Art gewährleisten.

Der Tilapia-Fisch trägt Eier und Jungfische im Maul! Die Jungfische schwimmen ruhig um ihre Mutter herum, schlucken etwas und warten. Doch sobald die geringste Gefahr droht, gibt die Mutter ein Signal, indem sie ihren Schwanz scharf bewegt und auf besondere Weise mit den Flossen zittert, und ... die Jungfische eilen sofort zum Unterschlupf - zum Maul der Mutter.

Einige Froscharten tragen Eier und Larven in speziellen Brutbeuteln.

Bei Säugetieren – beim Bau von Höhlen, Höhlen und anderen Unterschlupfen für zukünftige Nachkommen, bei der Aufrechterhaltung der Sauberkeit des Körpers der Jungen – ist dieser Instinkt offenbar ausnahmslos für alle Säugetiere charakteristisch.

Der Ursprung von Anpassungen und ihre Relativität

C. Darwin zeigte, dass Anpassungen durch die Wirkung der natürlichen Selektion entstehen. Als Beweis für die Relativität von Anpassungen können folgende Beispiele dienen:

1) Unter bestimmten Bedingungen nützliche Organe werden unter anderen nutzlos: Die relativ langen Flügel von Mauerseglern, die für den schnellen Flug geeignet sind, bereiten beim Abheben vom Boden gewisse Schwierigkeiten

2) Schutzvorrichtungen vor Feinden sind relativ: Giftschlangen (z. B. Vipern) werden von Igeln gefressen

3) Die Manifestation von Instinkten kann auch unangemessen sein: zum Beispiel eine Abwehrreaktion (Freisetzung eines Strahls übelriechender Flüssigkeit) eines Stinktiers, das gegen ein fahrendes Auto gerichtet ist

4) die beobachtete „Überentwicklung“ einiger Organe, die für den Körper hinderlich wird: das Wachstum der Schneidezähne bei Nagetieren bei der Umstellung auf weiche Nahrung.

Die Studierenden müssen fest verstehen, dass Darwins Lehre von der relativen Fitness als Ergebnis natürlicher Selektion idealistische Aussagen über den göttlichen Ursprung und die absolute Natur organischer Zweckmäßigkeit (C. Linnaeus) sowie über die angeborene Fähigkeit des Organismus, sich unter Einfluss zu verändern, vollständig widerlegt nur in eine für sie vorteilhafte Richtung (Lamarck).

Festigung des Wissens

1. Ein Beispiel für eine Schutzfärbung ist:

a) die Ähnlichkeit der Form und Farbe des Körpers mit umgebenden Objekten;

b) Nachahmung des weniger Geschützten durch das stärker Geschützte;

c) abwechselnd helle und dunkle Streifen auf dem Körper des Tigers.

2. Die leuchtende Färbung von Marienkäfern, vielen Schmetterlingsarten, einigen Schlangenarten und anderen Tieren mit Geruchs- oder Giftdrüsen wird genannt:

a) Tarnung;

b) demonstrieren;

c) Mimikry;

d) Warnung.

3. Die Gerätevielfalt wird erklärt durch:

a) nur der Einfluss von Umweltbedingungen auf den Körper;

b) Interaktion von Genotyp und Umweltbedingungen;

c) nur durch die Merkmale des Genotyps.

4. Beispiel für Mimikry:

b) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;

c) Ähnlichkeit in der Farbe des Hinterleibs der Schwebfliege und der Wespe.

5. Maskierungsbeispiel:

a) Grünfärbung der singenden Heuschrecke;

b) Ähnlichkeit in der Farbe des Hinterleibs der Schwebfliege und der Wespe;

c) leuchtend rote Farbe des Marienkäfers;

d) farbliche Ähnlichkeit der Raupe und des Falters mit dem Knoten.

6. Jede Fitness von Organismen ist relativ, denn:

a) das Leben endet mit dem Tod;

b) Anpassung ist unter bestimmten Bedingungen angemessen;

c) es gibt einen Kampf ums Dasein;

d) Anpassung darf nicht zur Entstehung einer neuen Art führen.

Referenzliste

1. Mamontov S.G. Allgemeine Biologie: Lehrbuch. für Studierende der Sekundarstufe II. Lehrbuch Institutionen – 5. Aufl., gelöscht. – M.: Höher. Schule, 2003.
2. Allgemeine Biologie: Lehrbuch. für Studierende Gebildet Institutionen der Umwelt Prof. Bildung / V.M. Konstantinov, A.G. Rezanov, E.O. Fadeeva; bearbeitet von V.M. Konstantinow. -M.: Verlagszentrum „Akademie“, 2010.

4. Anpassung von Organismen und ihre relative Natur

Fitness ist die relative Zweckmäßigkeit der Struktur und Funktionen eines Organismus, die das Ergebnis der natürlichen Selektion ist, die unangepasste Individuen ausschaltet. Merkmale entstehen durch Mutationen. Wenn sie die Vitalität eines Organismus und seine Fruchtbarkeit steigern und ihm ermöglichen, sein Verbreitungsgebiet zu erweitern, werden solche Eigenschaften durch Selektion „aufgegriffen“, in den Nachkommen verankert und zu Anpassungen.

Arten von Geräten.

Die Körperform von Tieren ermöglicht es ihnen, sich problemlos in der entsprechenden Umgebung zu bewegen, und macht die Organismen zwischen Objekten unsichtbar. Zum Beispiel die stromlinienförmige Körperform von Fischen, das Vorhandensein langer Gliedmaßen bei einer Heuschrecke.

Tarnung ist der Erwerb der Ähnlichkeit eines Organismus mit einem Objekt in der Umgebung, beispielsweise die Ähnlichkeit der Flügel eines Schmetterlings mit einem trockenen Blatt oder der Baumrinde. Die Körperform der Stabheuschrecke macht sie zwischen Pflanzenzweigen unsichtbar. Der Seenadeln ist zwischen den Algen nicht sichtbar. Bei Pflanzen Blütenform: Lage am Trieb fördert die Bestäubung.

Die schützende Färbung verbirgt den Organismus in der Umgebung und macht ihn unsichtbar. Die Farbe eines Hasen ist beispielsweise weiß und die Farbe einer Heuschrecke ist grün. Zerstückelnde Farbgebung – abwechselnd helle und dunkle Streifen auf dem Körper erzeugen die Illusion von Hell-Dunkel und verwischen die Konturen des Tieres (Zebras, Tiger).

Die Warnfärbung weist auf das Vorhandensein giftiger Substanzen oder spezieller Abwehrorgane sowie auf die Gefahr des Organismus für ein Raubtier (Wespen, Schlangen, Marienkäfer) hin.

Mimikry ist die Nachahmung eines weniger geschützten Organismus einer Art durch einen stärker geschützten Organismus einer anderen Art (oder Umweltobjekte), wodurch er vor Zerstörung geschützt wird (Wespenfliegen, ungiftige Schlangen).

Adaptives Verhalten bei Tieren ist eine bedrohliche Haltung, die den Feind warnt und abschreckt, einfriert, sich um den Nachwuchs kümmert, Nahrung lagert, ein Nest baut und Höhlen gräbt. Das Verhalten von Tieren zielt darauf ab, sich vor Feinden und den schädlichen Auswirkungen von Umweltfaktoren zu schützen und zu schützen.

Auch Pflanzen haben Anpassungen entwickelt: Stacheln schützen vor dem Verzehr; die leuchtende Farbe der Blüten lockt bestäubende Insekten an; andere Zeit die Reifung von Pollen und Eizellen verhindert die Selbstbestäubung; Die Fruchtvielfalt fördert die Samenverbreitung.

Alle Anpassungen sind relativer Natur, da sie unter bestimmten Bedingungen ablaufen, an die der Organismus angepasst ist. Wenn sich die Bedingungen ändern, können Anpassungen den Organismus möglicherweise nicht vor dem Tod schützen, und daher sind die Zeichen nicht mehr anpassungsfähig. Eine enge Spezialisierung kann unter veränderten Bedingungen zum Tod führen.

Der Grund für die Entstehung von Anpassungen liegt darin, dass Organismen, die diese Bedingungen nicht erfüllen, sterben und keine Nachkommen hinterlassen. Organismen, die den Kampf ums Dasein überleben, haben die Möglichkeit, ihr Genotyp weiterzugeben und über Generationen hinweg zu festigen.

5. Artbildung

Mikroevolution ist ein evolutionärer Prozess, der innerhalb einer Art abläuft und zu ihrer Veränderung und der Entstehung einer neuen Art führt. Der Prozess der Artbildung beginnt in Populationen, eine Population ist also eine elementare evolutionäre Struktur.

In idealen Populationen gilt das Hardy-Weinberg-Gesetz – das Gesetz genetisches Gleichgewicht, wonach das Verhältnis der Häufigkeiten des Vorkommens dominanter und rezessiver Gene von Generation zu Generation unverändert bleibt. Eine ideale Population erfüllt die folgenden Anforderungen:

a) eine unbegrenzt große Bevölkerungszahl;

b) freie Kreuzung von Individuen – Panmixie;

c) Fehlen eines Mutationsprozesses und einer Selektion; d) keine Migration von Einzelpersonen – Isolation der Bevölkerung.

In Populationen entsprechen die Häufigkeiten der Gene A und a der Formel

wobei p die Häufigkeit des Auftretens von Gen A ist; c – Häufigkeit des Auftretens von Gen a. In einer idealen Population bleiben die Häufigkeiten der genotypischen Kombinationen AA: Aa: aa unverändert und entsprechen der Formel:

p 2 (AA) + 2rya (Aa) + a 2 (aa) = 1.

Allerdings sind in realen Populationen die Bedingungen einer idealen Population nicht erfüllt. S.S. Chetverikov stellte fest, dass der Mutationsprozess in Populationen ständig stattfindet, Mutationen jedoch hauptsächlich rezessiv sind und in Heterozygoten verborgen sind. Bei äußerer phänotypischer Homogenität wird eine genotypische Heterogenität der Population beobachtet. S.S. Chetverikov kam zu dem Schluss, dass natürliche Populationen mit Mutationen gesättigt sind, was eine verborgene Reserve darstellt erbliche Variabilität und führt zu einem genetischen Ungleichgewicht. Zufällige, ungerichtete Änderungen der Allelfrequenzen in einer Population werden als genetische Drift bezeichnet.

IN natürliche Bedingungen Es gibt eine periodische Schwankung der Individuenzahl, die damit verbunden ist saisonale Phänomene, Klimawandel, Naturkatastrophen usw. Schwankungen in der Anzahl der Individuen in einer Population werden Populationswellen genannt. Sie wurden zuerst von S.S. Chetverikov entdeckt. Populationswellen sind eine der Ursachen der genetischen Drift, die folgende Phänomene verursacht: zunehmende genetische Homogenität (Homozygotie) der Population; Konzentration seltener Allele; Erhaltung von Allelen, die die Lebensfähigkeit von Individuen verringern; Veränderungen im Genpool in verschiedenen Populationen. Alle diese Phänomene führen zu evolutionären Veränderungen der genetischen Struktur der Population und in der Folge zu Veränderungen in der Art.

Methoden der Artbildung.

Ein wichtiger Faktor Evolution ist Isolation, die zur Divergenz der Merkmale innerhalb einer Art führt und die Kreuzung von Individuen verhindert. Die Isolierung kann geografisch und ökologisch sein, daher werden zwei Methoden der Artbildung unterschieden.

Geografische Artbildung – durch Verbreitungsunterbrechung und räumliche Isolation entstehen neue Formen von Organismen. In jeder isolierten Population verändert sich der Genpool aufgrund genetischer Drift und Selektion. Als nächstes kommt die reproduktive Isolation, die zur Bildung neuer Arten führt.

Die Gründe für die Verbreitungslücke können Gebirgsbildung, Gletscher, Flussbildung und andere geologische Prozesse sein. Zum Beispiel, Verschiedene Arten Durch die Zerstörung des Lebensraums entstanden Lärchen, Kiefern und australische Papageien.

Ökologische Artbildung ist eine Artbildungsmethode, bei der neue Formen verschiedene ökologische Nischen innerhalb desselben Lebensraums besetzen. Die Isolierung erfolgt aufgrund der Diskrepanz zwischen Zeitpunkt und Ort der Kreuzung, dem Verhalten der Tiere, der Anpassung an verschiedene Bestäuber in Pflanzen, der Verwendung unterschiedlicher Nahrungsmittel usw. Beispielsweise haben Sevan-Forellenarten unterschiedliche Laichplätze, Butterblumenarten sind daran angepasst Leben unter verschiedenen Bedingungen.

Die geografische und ökologische Artbildung erfolgt nach folgendem Schema:

Isolierung einer Population – „Anhäufung von Mutationen –“ Isolierung – „Divergenz der Merkmale –“ Bildung einer Unterart – „reproduktive Isolation –“ Bildung einer Art.

Das sind sehr lange Prozesse. Die treibende Kraft hinter der Artbildung ist die treibende und störende natürliche Selektion.

6. Makroevolution

Makroevolution ist eine supraspezifische Evolution, in deren Folge größere Taxa (Familien, Ordnungen, Klassen, Typen) gebildet werden. Es gibt keine spezifischen Mechanismen und wird ähnlich wie die Mechanismen der Mikroevolution durchgeführt. Die Makroevolution findet über historisch große Zeiträume statt und ist einer direkten Untersuchung und Beobachtung nicht zugänglich. A. N. Severtsov und I. I. Shmalgauzen stellten zwei Hauptrichtungen des Evolutionsprozesses fest: biologischen Fortschritt und biologische Regression.

Die biologische Regression ist durch eine Verengung des Spektrums gekennzeichnet; Rückgang der Artenzahl; eine Verringerung der Populationszahl und eine Verringerung der systematischen Einheiten; das Überwiegen der Sterblichkeit gegenüber der Geburtenrate.

Dies führt zu einer Verringerung der Anzahl der Arten in einer Gattung, der Anzahl der Gattungen in einer Familie (manchmal bis auf eine), der Familien in einer Ordnung (eine) usw. Einige Arten, Gattungen und Familien sterben vollständig aus. Beispielsweise ein Rückgang der Anzahl von Schachtelhalmen und Moosen. Ist vom Aussterben bedroht Ussurischer Tiger.

Wege zum biologischen Fortschritt.

Gegründet von A. N. Severtsov und mit allen Arten von Transformationen in der Struktur von Organismen verbunden.

Aromorphose ist eine Arogenese oder ein morphophysiologischer Fortschritt, der mit großen Veränderungen in der Struktur von Organismen und einer Erhöhung des Organisationsgrads einhergeht. Aromorphosen sind allgemeiner Natur und nicht an spezielle Bedingungen anpassbar. Sie bieten die Möglichkeit, neue Lebensräume zu entwickeln und ihr Verbreitungsgebiet zu erweitern. Durch Aromorphosen entstanden so große Taxa wie Typen und Klassen.

Idioadaptation ist eine Allogenese, die mit der Aneignung bestimmter Anpassungen des Körpers an Umweltbedingungen und Lebensräume einhergeht, ohne den Organisationsgrad zu verändern. Die Entwicklung neuer Lebenswelten ist im Gange. Die auftretenden Veränderungen sind adaptiver Natur und beschränken sich manchmal auf eine bestimmte Erkrankung. Dadurch kommt es innerhalb einer systematischen Gruppe zu einer Divergenz der Merkmale und zur Bildung kleinerer Taxa: Ordnungen, Familien, Gattungen. Bei Individuen verschiedener taxonomischer Gruppen kann eine Konvergenz beobachtet werden – die Konvergenz von Merkmalen als Folge der Anpassung verschiedene Organismen zu den gleichen Lebensbedingungen (Schmetterlinge und Vögel, Wale und Fische). So entstehen ähnliche Organe.

Manchmal kommt es zu einer unabhängigen Entwicklung ähnlicher Merkmale in eng verwandten Organismengruppen – Parallelität. Zum Beispiel die Entwicklung von Flossen bei Flossenfüßern (Walrossen und Robben).

Regeln der Evolution.

1. Evolution ist irreversibel. Beliebig systematische Gruppe kann nicht zum ursprünglichen Vorfahren zurückkehren. Manchmal treten Atavismen auf, aber sie sind isoliert. Amphibien können die Fische, aus denen sie sich entwickelt haben, nicht wieder hervorbringen.

2. Die Evolution ist fortschrittlich und zielt darauf ab, Anpassungen an alle Existenzbedingungen zu entwickeln.

3. Jede Erhöhung des Organisationsgrades – Aromorphose – geht mit besonderen Anpassungen einher – Idioadaptation und in besonderen Fällen – Degeneration.

Sie haben eine ähnliche Struktur aufgrund der Existenz unter ähnlichen Bedingungen und der gleich gerichteten natürlichen Selektion. 5 MIKROEVOLUTION UND MAKROEVOLUTION Evolution natürliche Selektion Artbildung Das Konzept der Prozesse der Mikro- und Makroevolution. Die Evolutionstheorie und Prinzipien der biologischen Systematik. Monophylie ist der Ursprung eines Taxons von einem gemeinsamen Vorfahren.

Anzahl der Arten 5. Die Rolle des Menschen bei der Steigerung der Produktivität von Agrozönosen: Züchtung hochproduktiver Pflanzen- und Tierrassen, deren Anbau mit modernsten Technologien unter Berücksichtigung der Biologie der Organismen (der Bedarf an Nährstoffe, Pflanzenbedarf an Wärme, Feuchtigkeit usw.), Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen, rechtzeitige Durchführung landwirtschaftlicher Arbeiten usw. 6. ...

Aus der Pflanze werden Stickstoff und organische Stoffe gewonnen. Dieses Phänomen nennt man Symbiose. Ticket Nr. 23 1. 1. Selektion ist die Wissenschaft der Züchtung neuer Pflanzen- und Tierrassen. Eine Rasse (Sorte) ist eine künstlich geschaffene Population, die sich durch erbliche biologische Merkmale, morphologische und physiologische Merkmale sowie Produktivität auszeichnet. 2. C. Darwin - ...

Gleichgewicht in der Biosphäre, biologische Vielfalt. Schaffung Nationalparks, Biosphärenreservate, Überwachung usw. 3. Die Merkmale der Klasse und der Familie sind gleich, der Unterschied liegt in der Form. Die Wurzel ist im Garten stärker, die Blätter sind im Wald größer, der Blattrand ist bei der Erdbeere weniger gezackt, bei der Erdbeere ist die Frucht größer. Ticket Nr. 5 1. H20 – das einfachste. In der Zelle liegt H2O in zwei Zuständen vor: frei (95 %) ...

Pflanzen- und Tierarten sind erstaunlich gut an die Umweltbedingungen angepasst, in denen sie leben. Es sind eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Strukturmerkmale bekannt, die für eine hohe Anpassungsfähigkeit der Art an die Umwelt sorgen. Im Konzept „ Fitness der Art“ umfasst nicht nur äußere Zeichen, aber auch Korrespondenz Gebäude innere Organe Die Funktionen, die sie erfüllen, sind zum Beispiel der lange und komplexe Verdauungstrakt von Tieren, die pflanzliche Nahrung zu sich nehmen (Wiederkäuer). Auch die Übereinstimmung der physiologischen Funktionen eines Organismus mit den Lebensbedingungen, deren Komplexität und Vielfalt werden in den Fitnessbegriff einbezogen.

Adaptive Merkmale der Struktur, Körperfarbe und des Verhaltens von Tieren. Tatsächlich passt sich die gesamte strukturelle und funktionelle Organisation von Vertretern einer bestimmten Art an die Bedingungen an, unter denen diese Gruppe lebt. Die deutlichste Körperstruktur und Färbung der Haut.

Körperform. Bei Tieren passt sich die Körperform an die Umgebung an. Bekanntes Aussehen Wassersäugetier Delfin Seine Bewegungen sind leicht und präzise. Die unabhängige Bewegungsgeschwindigkeit im Wasser erreicht 40 km/h. Es werden häufig Fälle beschrieben, in denen Delfine schnelle Seeschiffe, beispielsweise Zerstörer, mit einer Geschwindigkeit von 65 km/h begleiten. Dies erklärt sich dadurch, dass sich Delfine am Bug des Schiffes festsetzen und die hydrodynamische Kraft der Schiffswellen nutzen. Aber das ist nicht ihre natürliche Geschwindigkeit. Die Dichte von Wasser ist 800-mal höher als die Dichte von Luft. Wie schafft es ein Delfin, es zu überwinden? Neben anderen strukturellen Merkmalen trägt auch die Körperform dazu bei, dass sich der Delfin optimal an seine Umgebung und seinen Lebensstil anpasst. Die torpedoförmige Körperform vermeidet die Bildung von Turbulenzen im umströmenden Wasser des Delfins.

Die stromlinienförmige Körperform erleichtert die schnelle Bewegung von Tieren und Luftumgebung. Die Flug- und Konturfedern, die den Körper des Vogels bedecken, glätten seine Form vollständig. Vögel haben keine abstehenden Ohren; im Flug ziehen sie normalerweise ihre Beine ein. Dadurch sind Vögel viel schneller als alle anderen Tiere. Beispielsweise stürzt sich der Wanderfalke mit einer Geschwindigkeit von bis zu 290 km/h auf seine Beute. Auch im Wasser bewegen sich Vögel schnell. Es wurde beobachtet, dass ein Zügelpinguin mit einer Geschwindigkeit von etwa 35 km/h unter Wasser schwamm.

Bei Tieren, die einen geheimnisvollen, verborgenen Lebensstil führen, sind Anpassungen nützlich, die ihnen eine Ähnlichkeit mit Objekten in der Umwelt verleihen. Die bizarre Körperform von Fischen, die im Algendickicht leben, hilft ihnen, sich erfolgreich vor Feinden zu verstecken. Ähnlichkeiten mit Objekten in ihrer Umgebung sind bei Insekten weit verbreitet. Käfer sind bekannt für ihre Aussehenähneln Flechten, Zikaden, ähnlich den Dornen der Büsche, zwischen denen sie leben. Stabheuschrecken sehen aus wie ein kleiner brauner oder grüner Zweig (Abb. 19.5), und Orthoptera-Insekten imitieren ein Blatt. Fische, die am Boden leben, haben einen flachen Körper.

Reis. 19.5.

Körperfärbung. Ein Mittel zum Schutz vor Feinden ist auch schützende Färbung. Gönnerhaft ist die Farbgebung der Körperbedeckungen, die ihren Besitzern Erfolg im Kampf ums Dasein sichert. Wissenschaftler unterscheiden üblicherweise zwischen kaschierender oder umgekehrt warnender Färbung. Vögel, die auf dem Boden Eier ausbrüten, fügen sich nahtlos in den umgebenden Hintergrund ein. Auch ihre Eier mit pigmentierter Schale und die daraus schlüpfenden Küken fallen kaum auf (Abb. 19.6). Der schützende Charakter der Eipigmentierung wird durch die Tatsache bestätigt, dass sich bei Arten, deren Eier für Feinde – große Raubtiere – unzugänglich sind, oder bei Vögeln, die Eier auf Felsen legen oder in der Erde vergraben, keine schützende Färbung der Schale entwickelt.

Reis. 19.6.

Nachkommenschaft auf Erden

Schutzfarben sind bei einer Vielzahl von Tieren weit verbreitet. Schmetterlingsraupen sind oft grün (die Farbe der Blätter) oder dunkel (die Farbe der Rinde oder Erde). Grundfische sind normalerweise so gefärbt, dass sie der Farbe des Sandbodens entsprechen (Rochen und Flunder). Gleichzeitig können Flundern je nach Farbe des umgebenden Hintergrunds ihre Farbe ändern. Die Fähigkeit, die Farbe durch Umverteilung von Pigmenten in der Körperhaut zu ändern, ist auch bei Landtieren (Chamäleons) bekannt. Wüstentiere haben normalerweise eine gelbbraune oder sandgelbe Farbe. Monochrome Schutzfarbe charakteristisch für beide Insekten (Heuschrecken) und kleine Eidechsen sowie große Huftiere (Antilopen) und Raubtiere (Löwen).

Wenn der Umgebungshintergrund je nach Jahreszeit nicht konstant bleibt, ändern viele Tiere ihre Farbe. Beispielsweise sind Bewohner mittlerer und hoher Breiten (Polarfuchs, Hase, Hermelin, Rebhuhn) im Winter weiß, was sie im Schnee unsichtbar macht.

Bei Wassertieren wird häufig eine zweifarbige, kaschierende Färbung beobachtet. So ist bei den meisten Fischen, beispielsweise beim Hering, der Rücken stark pigmentiert und die Bauchseite des Körpers hell. Betrachtet man den Fisch von oben, aus einem Bereich mit stärkerer Beleuchtung, dann ist der dunkle Rücken vor dem Hintergrund der zunehmenden Dunkelheit fast unsichtbar. Im Gegenteil, aus der Tiefe – in Richtung stärkerer Beleuchtung – ist der Bauch unsichtbar. Diese Färbung ist sowohl für Raubtiere (Delfine, Haie etc.) als auch für deren Opfer wichtig.

Eine weitere Möglichkeit, die Färbung zu kaschieren, ist das Zerstückeln der Färbung. Charakteristisch ist der Wechsel von dunklen und hellen Streifen und Flecken auf dem Körper, der dem Wechsel von Licht und Schatten im für die Art bekannten Lebensraum entspricht (Abb. 19.7). Ein solcher Zufall macht den Organismus aufgrund der Verletzung der Idee seiner Form unsichtbar. Beispielsweise jagt ein Tiger im Hinterhalt an den Rändern, wo sich gelbe Grasbüschel mit dunkler Erde abwechseln. Das Zebra, das sich vom Laub der Büsche ernährt, ist in der Savanne vor dem Hintergrund vieler Stämme praktisch unsichtbar. Darüber hinaus stört die zerstückelnde Farbgebung die Vorstellung der Körperkonturen, was sie noch wirkungsvoller macht.

Reis. 19.7.

Allerdings gibt es bei Tieren oft eine Körperfarbe, die sich nicht verbirgt, sondern im Gegenteil Aufmerksamkeit erregt und entlarvt. Diese Färbung ist charakteristisch für giftige, brennende oder stechende Insekten: Bienen, Wespen, Blasenkäfer. Der sehr auffällige Marienkäfer wird aufgrund des giftigen Sekrets, das das Insekt absondert, nie von Vögeln gepickt. Ungenießbare Raupen und viele Giftschlangen haben leuchtende Warnfarben. Die leuchtende Farbe warnt das Raubtier im Voraus vor der Sinnlosigkeit und Gefahr eines Angriffs. Durch Versuch und Irrtum lernen Raubtiere schnell, Angriffen auf ihre Beute auszuweichen Warnfärbung.

Die Wirksamkeit der Warnfärbung war der Grund für ein sehr interessantes Phänomen – Nachahmung oder Mimikry(aus dem Griechischen Mimikos - nachahmend). Es heißt Mimikry die Ähnlichkeit einer wehrlosen oder essbaren Art mit einer oder mehreren nicht verwandten Arten, die gut geschützt sind und eine Warnfärbung aufweisen. Eine der Kakerlakenarten ist dem Marienkäfer in Größe, Körperform und Verteilung der Pigmentflecken sehr ähnlich. Einige essbare Schmetterlinge ahmen die Körperform und -farbe giftiger Schmetterlinge nach, und Fliegen imitieren Wespen. Die Entstehung der Mimikry ist mit der Anhäufung kleiner erfolgreicher Mutationen unter der Kontrolle der natürlichen Selektion verbunden essbare Arten unter den Bedingungen ihres Zusammenlebens mit ungenießbaren.

Es ist klar, dass die Nachahmung einiger Arten durch andere gerechtfertigt ist: Ein deutlich geringerer Anteil der Individuen sowohl der Vorbildart als auch der Nachahmerart wird ausgerottet. Es ist jedoch erforderlich, dass die Zahl der Nachahmerarten deutlich geringer ist als die Zahl des Vorbilds. Andernfalls hat Mimikry keinen Nutzen: Das Raubtier wird keinen starken konditionierten Reflex auf die Form oder Farbe entwickeln, die vermieden werden sollte. Wie wird die Population der mimischen Arten auf einem niedrigen Niveau gehalten? Es stellte sich heraus, dass der Genpool dieser Arten mit tödlichen Mutationen gesättigt ist. Im homozygoten Zustand führen diese Mutationen zum Tod von Insekten, wodurch ein hoher Prozentsatz der Individuen das Erwachsenenalter nicht erreicht.

Neben der Schutzfärbung werden bei Tieren und Pflanzen auch andere Schutzmaßnahmen beobachtet. Pflanzen entwickeln häufig Nadeln und Stacheln, die sie vor dem Verzehr durch Pflanzenfresser (Kakteen, Hagebutten, Weißdorn, Sanddorn usw.) schützen. Die gleiche Rolle spielen giftige Substanzen, die Haare verbrennen, beispielsweise in Brennnesseln. Kalziumoxalatkristalle, die sich in den Dornen mancher Pflanzen ansammeln, schützen sie vor dem Verzehr durch Raupen, Schnecken und sogar Nagetiere. Formationen in Form einer harten Chitinhülle bei Arthropoden (Käfer, Krabben), Muscheln bei Weichtieren, Schuppen bei Krokodilen, Muscheln bei Gürteltieren und Schildkröten schützen sie gut vor vielen Feinden. Dem gleichen Zweck dienen die Federkiele von Igeln und Stachelschweinen. Alle diese Anpassungen konnten nur als Ergebnis der natürlichen Selektion entstehen, d. h. bevorzugtes Überleben besser geschützter Personen.

Verhalten. Für das Überleben der Organismen im Kampf ums Dasein sehr wichtig hat adaptives Verhalten. Die Schutzwirkung von Warnfarben wird in Kombination mit entsprechendem Verhalten verstärkt. Zum Beispiel nistet die Rohrdommel im Schilf. In Momenten der Gefahr reckt sie den Hals, hebt den Kopf und erstarrt. In dieser Position ist es selbst aus nächster Nähe schwer zu erkennen. Viele andere Tiere, die nicht über aktive Abwehrmöglichkeiten verfügen, nehmen im Gefahrenfall eine Ruhehaltung ein und erstarren (Insekten, Fische, Amphibien, Vögel). Die Warnfärbung bei Tieren hingegen geht mit demonstrativem Verhalten einher, das Raubtiere abschreckt.

Neben dem Verstecken oder dem demonstrativen, einschüchternden Verhalten bei der Annäherung eines Feindes gibt es viele weitere Möglichkeiten Adaptives Verhalten, Sicherung des Überlebens von Erwachsenen oder Jugendlichen. Dazu gehört auch die Bevorratung von Lebensmitteln für die ungünstige Jahreszeit. Dies gilt insbesondere für Nagetiere. Beispielsweise sammelt die in der Taigazone verbreitete Wurzelmaus Getreidekörner, trockenes Gras und Wurzeln – insgesamt bis zu 10 kg. Grabende Nagetiere (Maulwurfsratten usw.) sammeln bis zu 14 kg Stücke von Eichenwurzeln, Eicheln, Kartoffeln und Steppenerbsen an. Die große Rennmaus, die in den Wüsten Zentralasiens lebt, mäht zu Beginn des Sommers Gras und schleppt es in Löcher oder lässt es in Form von Stapeln an der Oberfläche liegen. Dieses Lebensmittel wird in der zweiten Hälfte des Sommers, Herbstes und Winters verwendet. Der Flussbiber sammelt Baumschnitte, Äste usw. und legt sie in der Nähe seines Zuhauses ins Wasser. Diese Lagerhallen können ein Volumen von 20 m 3 erreichen. Auch Raubtiere lagern Nahrung. Nerze, einige Frettchen und Hunde lagern Frösche, Schlangen, Kleintiere usw., töten sie und vergraben sie an bestimmten Orten.

Ein Beispiel für adaptives Verhalten ist die Zeit der größten Aktivität. In Wüsten gehen viele Tiere nachts auf die Jagd, wenn die Hitze nachlässt. Die Spezialisierung tierischer Aktivitäten nach Tageszeiten hat beispielsweise bei Vögeln zur Entstehung ganzer ökologischer Artengruppen geführt. So jagen „Nachträuber“ (Eulen, Uhus usw.) nachts und „Tag“-Raubtiere – Falken, Steinadler, Adler – bei Tageslicht.

Ankerpunkte

• Die gesamte Organisation eines lebenden Organismus jeglicher Art passt sich den Bedingungen an, unter denen er lebt.
• Anpassungen von Organismen an ihre Umwelt manifestieren sich auf allen Organisationsebenen: biochemisch, zytologisch, histologisch und anatomisch.
• Physiologische Anpassungen sind ein Beispiel dafür, wie sich die Strukturmerkmale einer Organisation in gegebenen Existenzbedingungen widerspiegeln.

• 1. Nennen Sie Beispiele für die Anpassung von Organismen an Lebensbedingungen.
• 2. Warum haben manche Tierarten leuchtende, entlarvende Farben?
• 3. Was ist das Wesen des Phänomens der Mimikry?
• 4. Wie wird die geringe Häufigkeit der Nachahmerarten aufrechterhalten?
• 5. Gilt die natürliche Selektion für das Verhalten von Tieren? Nenne Beispiele.

Für den Nachwuchs sorgen. Besonders wichtig sind Anpassungen, die den Nachwuchs vor Feinden schützen. Die Fürsorge für den Nachwuchs kann sich darin manifestieren verschiedene Formen. Viele Fische bewachen zwischen Steinen gelegte Eier, vertreiben aktiv und beißen sich nähernde potenzielle Feinde. Asowsche und Kaspische Grundeln legen ihre Eier in Löcher, die in den schlammigen Boden gegraben sind, und bewachen sie dann während ihrer gesamten Entwicklung. Der männliche Stichling baut ein Nest mit Ein- und Ausgang. Einige amerikanische Welse kleben ihre Eier an ihren Bauch und tragen sie während ihrer gesamten Entwicklung bei sich. Viele Fische brüten Eier im Maul oder sogar im Magen aus. Während dieser Zeit isst der Elternteil nichts. Die geschlüpften Jungfische bleiben einige Zeit in der Nähe des Weibchens (bzw. des Männchens, je nach Art) und verstecken sich bei Gefahr im Maul der Mutter. Es gibt Froscharten, bei denen sich die Eier in einer speziellen Bruttasche auf dem Rücken oder in den Stimmbeuteln des Männchens entwickeln.

Die größte Sicherheit des Nachwuchses wird natürlich dann erreicht, wenn sich die Embryonen entwickeln Der Körper der Mutter(Abb. 19.8). Die Fruchtbarkeit nimmt in diesen Fällen (wie auch bei anderen Formen der Nachwuchspflege) ab, was jedoch durch eine Erhöhung der Überlebensrate der Jungen ausgeglichen wird.

Reis. 19.8.

Bei Arthropoden und niederen Wirbeltieren führen die resultierenden Larven einen unabhängigen Lebensstil und sind nicht auf ihre Eltern angewiesen. Aber in manchen Fällen manifestiert sich die Fürsorge der Eltern für ihren Nachwuchs in der Form sie mit Nahrung zu versorgen. Der berühmte französische Naturforscher J.A. Fabre beschrieb dieses Verhalten erstmals bei einzeln lebenden Wespen. Wespen greifen Käfer, Spinnen, Grillen, Gottesanbeterinnen und Raupen verschiedener Schmetterlinge an, machen sie bewegungsunfähig, indem sie ihren Stachel direkt in die Nervenganglien stechen (Abb. 19.9) und legen Eier darauf.

Reis. 19.9.Eine einzelne Wespe schleppt eine gelähmte Heuschrecke in ihr Nest: Die zukünftige Larve wird mit Nahrung versorgt

Schlüpfende Wespenlarven werden mit Nahrung versorgt: Sie ernähren sich vom Gewebe eines lebenden Opfers, wachsen und verpuppen sich dann.

Die beschriebenen Beispiele der Nachkommenpflege bei Arthropoden und niederen Wirbeltieren kommen bei einer sehr geringen Anzahl von Arten vor. In den meisten Fällen werden befruchtete Eizellen ihrem Schicksal überlassen. Dies erklärt die sehr hohe Fruchtbarkeit von Wirbellosen und niederen Wirbeltieren. Große Nummer Nachkommen unter Bedingungen hoher Ausrottung von Jungtieren dienen als Mittel zum Kampf um die Existenz der Art als Ganzes.

Bei höheren Wirbeltieren sind weitaus komplexere und vielfältigere Formen der Nachwuchspflege zu beobachten. Komplex Instinkte und die Fähigkeit zum individuellen Lernen ermöglichen es ihnen erheblich großer Erfolg Nachwuchs großziehen. Vögel legen also befruchtete Eier in spezielle Strukturen - Nester, und zwar nicht nur in Umfeld, wie es alle Unterschichten tun. Eier entwickeln sich unter dem Einfluss der Wärme, die ihnen der Körper der Eltern verleiht, und sind nicht von den Zufällen des Wetters abhängig. Eltern schützen das Nest auf die eine oder andere Weise vor Feinden. Die meisten Vogelarten überlassen die geschlüpften Küken nicht ihrem Schicksal, sondern lange Zeit gefüttert und beschützt. All dies steigert die Reproduktionseffizienz dieser Tiergruppe dramatisch.

Verhaltensformen bei Säugetieren erreichen den höchsten Entwicklungsstand. Dies zeigt sich auch in Bezug auf die Jungen. Tiere füttern nicht nur ihre Nachkommen, sondern bringen ihnen auch bei, wie man Beute fängt. Das bemerkte auch Darwin Raubtiere Bringen Sie ihren Jungen bei, Gefahren, einschließlich Jägern, auszuweichen.

Also Individuen mit mehr perfekte Formen Für das Überleben des Nachwuchses sorgen mehr und diese Eigenschaften werden durch Vererbung von Generation zu Generation weitergegeben.

Physiologische Anpassungen. Die entsprechende Form und Farbe des Körpers, angemessenes Verhalten sichern den Erfolg im Kampf ums Dasein nur dann, wenn diese Eigenschaften mit der Anpassungsfähigkeit der Lebensprozesse an die Lebensbedingungen kombiniert werden, d.h. physiologische Anpassungen. Ohne solche Anpassungen ist es unmöglich, bei ständig schwankenden Umweltbedingungen einen stabilen Stoffwechsel im Körper aufrechtzuerhalten. Schauen wir uns einige Beispiele an.

Bei Landamphibien große Menge Wasser geht über die Haut verloren. Viele ihrer Arten dringen jedoch sogar in Wüsten und Halbwüsten vor. Das Überleben von Amphibien bei Feuchtigkeitsmangel in diesen Lebensräumen wird durch eine Reihe von Anpassungen sichergestellt. Ihr Aktivitätsmuster ändert sich: Es fällt mit Perioden hoher Luftfeuchtigkeit zusammen. In der gemäßigten Zone sind Kröten und Frösche nachts und nach Regenfällen aktiv. In Wüsten jagen Frösche nur nachts, wenn Feuchtigkeit auf dem Boden und der Vegetation kondensiert, und tagsüber verstecken sie sich in Nagetierhöhlen. Bei Wüstenamphibienarten, die in temporären Reservoirs brüten, entwickeln sich die Larven sehr schnell und durchlaufen in kurzer Zeit eine Metamorphose.

Vögel und Säugetiere haben verschiedene physiologische Anpassungen an das Leben unter ungünstigen Bedingungen entwickelt. Viele Wüstentiere sammeln vor Beginn der Trockenzeit viel Fett an: Bei der Oxidation entsteht eine große Menge Wasser. Vögel und Säugetiere sind in der Lage, den Wasserverlust an der Oberfläche der Atemwege zu regulieren. Beispielsweise reduziert ein Kamel, dem Wasser entzogen ist, die Verdunstung sowohl aus den Atemwegen als auch durch die Schweißdrüsen stark.

Der Salzstoffwechsel eines Menschen ist schlecht reguliert und daher kann er nicht lange darauf verzichten. frisches Wasser. Aber Reptilien und Vögel, die dirigieren am meisten Als sie im Meer lebten und Meerwasser tranken, erwarben sie spezielle Drüsen, die es ihnen ermöglichten, überschüssige Salze schnell loszuwerden.

Die Anpassungen, die sich bei tauchenden Tieren entwickeln, sind sehr interessant. Viele von ihnen können relativ lange ohne Zugang zu Sauerstoff überleben. Robben tauchen beispielsweise bis zu einer Tiefe von 100–200 und sogar 600 m und bleiben 40–60 Minuten unter Wasser. Warum können Flossenfüßer so lange tauchen? Erstens handelt es sich dabei um eine große Menge eines speziellen Pigments, das in den Muskeln vorkommt – Myoglobin. Myoglobin ist in der Lage, zehnmal mehr Sauerstoff zu binden als Hämoglobin. Darüber hinaus sorgen im Wasser zahlreiche Geräte für einen wesentlich sparsameren Sauerstoffverbrauch als beim Atmen an der Oberfläche.

Durch natürliche Selektion entstehen und verbessern sich Anpassungen, die es einfacher machen, Nahrung oder einen Partner für die Fortpflanzung zu finden. Die chemischen Sinnesorgane von Insekten sind erstaunlich empfindlich. Männliche Schwammspinner werden aus einer Entfernung von 3 km vom Duft der Duftdrüse eines Weibchens angezogen. Bei einigen Schmetterlingen ist die Empfindlichkeit der Geschmacksrezeptoren tausendmal höher als die Empfindlichkeit der Rezeptoren der menschlichen Zunge. Nachtaktive Raubtiere wie Eulen haben bei schlechten Lichtverhältnissen eine hervorragende Sicht. Einige Schlangen verfügen über gut entwickelte Thermolokalisierungsfähigkeiten. Sie unterscheiden entfernte Objekte, wenn ihr Temperaturunterschied nur 0,2 °C beträgt. Viele Tiere orientieren sich mithilfe der Echoortung perfekt im Raum ( die Fledermäuse, Eulen, Delfine).

Die relative Natur der Fitness von Organismen. Der Aufbau lebender Organismen ist sehr fein an die Existenzbedingungen angepasst. Jedes Artenmerkmal oder jede Eigenschaft, die adaptiver Natur ist, ist in einer bestimmten Umgebung und unter bestimmten Lebensbedingungen angemessen. Somit sind alle Merkmale der Struktur und des Verhaltens der Katze für ein Raubtier geeignet, das Beute aus dem Hinterhalt jagt: weiche Polster an den Zehen und einziehbare Krallen, die den Gang geräuschlos machen; eine große Pupille und eine hohe Empfindlichkeit der Netzhaut, die das Sehen im Dunkeln ermöglichen; feines Gehör und bewegliche Ohren, die eine genaue Standortbestimmung des Opfers ermöglichen; die Fähigkeit, lange auf das Erscheinen der Beute zu warten und einen blitzschnellen Sprung zu machen; scharfe Zähne, die das Opfer festhalten und zerreißen. Ebenso ist die Organisation insektenfressender Pflanzen an den Fang und die Verdauung von Insekten und sogar kleinen Wirbeltieren angepasst (Abb. 19.10).

Reis. 19.10.

Geräte werden nicht angezeigt fertiges Formular, sondern stellen das Ergebnis der Selektion zufälliger erblicher Veränderungen dar, die die Lebensfähigkeit von Organismen unter bestimmten Bedingungen erhöhen.

Keine der adaptiven Eigenschaften bietet absolute Sicherheit für ihre Besitzer. Dank der Mimikry berühren die meisten Vögel Wespen und Bienen nicht, aber es gibt Arten unter ihnen, die sowohl Wespen als auch Bienen und deren Nachahmer fressen. Der Igel und der Sekretärsvogel fressen Schlangen ohne Schaden. Der Panzer von Landschildkröten schützt sie zuverlässig vor Feinden, aber Greifvögel heben sie in die Luft und schmettern sie zu Boden.

Anpassungen sind nur in der für die Art üblichen Umgebung sinnvoll. Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, erweisen sie sich als nutzlos oder schädlich für den Körper. Das ständige Wachstum der Schneidezähne von Nagetieren ist sehr wichtiges Merkmal, aber nur bei fester Nahrung. Wenn eine Ratte weiches Futter erhält, wachsen die Schneidezähne, ohne sich abzunutzen, so groß, dass eine Nahrungsaufnahme unmöglich wird.

Somit ist jede Struktur und jede Funktion eine Anpassung an die Eigenschaften der Art Außenumgebung oder, wie moderne Wissenschaftler sagen, „hier und jetzt“. Evolutionäre Veränderungen – die Bildung neuer Populationen und Arten, das Entstehen oder Verschwinden von Organen, die Komplikation der Organisation – werden durch die Entwicklung von Anpassungen verursacht. Die Zweckmäßigkeit der belebten Natur ist das Ergebnis der historischen Entwicklung der Arten unter bestimmten Bedingungen und daher immer relativ und vorübergehend.

Ankerpunkte

• Die Pflege des Nachwuchses stellt eine Möglichkeit dar, das Überleben der Art vor dem Hintergrund eines hohen Entwicklungsstandes zu sichern nervöses System und ist eine der Formen physiologischer Anpassungen.
• Jegliche Anpassungen, auch solche, die durch Verhaltensreaktionen verursacht werden, sind relativ und nur unter bestimmten Existenzbedingungen angemessen.

Fragen und Aufgaben zur Überprüfung

• 1. Warum sinkt die Zahl der Nachkommen bei Tierarten, die sich um Nachwuchs kümmern? Nenne Beispiele.
• 2. Welche relative Natur haben adaptive Merkmale in Organismen? Nennen Sie typische Beispiele für Pflanzen und Tiere.