Was bedeutet es, die relative Natur von Fitness zu demonstrieren? Anpassung von Organismen und ihre relative Natur. Relative Fitnessmuster des Eisbären

Thema: Anpassung von Organismen an ihre Umwelt und deren relative Natur.

Ziel: Bildung des Konzepts der Anpassungsfähigkeit von Organismen an ihre Umwelt, Wissen über die Anpassungsmechanismen als Ergebnis der Evolution.

Während des Unterrichts.

1. Organisatorischer Moment.

2. Wiederholung des gelernten Stoffes.

In Form eines Frontalgesprächs wird vorgeschlagen, die Fragen zu beantworten:

Was ist der Materiallieferant für die Auswahl in der Bevölkerung?

Nennen Sie die einzige treibende Kraft der Evolution.

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.

3. Neues Material lernen.

1). Fitness.

- Die Evolution hat drei damit verbundene Konsequenzen:

1. Allmähliche Komplikation und Zunahme der Organisation von Lebewesen.

2. Artenvielfalt.

3. Relative Fitness Organismen an Bedingungen Außenumgebung.

? Welche Bedeutung hat Ihrer Meinung nach Fitness für einen Organismus?

Antwort: Die Anpassung an die Umweltbedingungen erhöht die Überlebens- und Verbleibschancen von Organismen große Zahl Nachwuchs.

Wie Sie wissen, der bedeutendste Beitrag zur Entwicklung evolutionärer Ideen im 18. und 19. Jahrhundert. beigetragen von K. Linnaeus, J.B. Lamarck, C. Darwin.

-?Es stellt sich die Frage, wie entstehen Anpassungen?

Versuchen wir, die Entstehung eines Elefantenrüssels aus der Sicht von K. Linnaeus, J.B. Lamarck, C. Darwin.

C. Linnaeus: Die Fitness von Organismen ist Ausdruck der anfänglichen 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.

J. B. 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.

Charles Darwin : Unter den vielen Elefanten gab es Tiere mit unterschiedlich langen Rüsseln. Diejenigen 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.

Aufgabe: - Versuchen Sie, die vorgeschlagenen Aussagen in drei Kategorien einzuteilen:

# Entspricht den Ansichten von Linnaeus;

# Entspricht den Ansichten von Lamarck;

# Entspricht Darwins Ansichten.

1. Anpassungen entstehen durch neue Mutationen.

2. Die Anpassungsfähigkeit von Organismen ist Ausdruck anfänglicher Zweckmäßigkeit.

3. Organismen haben eine angeborene Fähigkeit, sich unter dem Einfluss der äußeren Umgebung zu verändern.

4. Anpassungen werden durch natürliche Selektion festgelegt.

5. Eine der treibenden Kräfte der Evolution ist der Wunsch der Organismen nach Perfektion.

6. Eine der treibenden Kräfte der Evolution ist der Kampf ums Dasein.

7. Eine der treibenden Kräfte der Evolution ist die Ausübung oder Nichtbeanspruchung von Organen unter bestimmten Umweltbedingungen.

8. Die treibende Kraft hinter der Entstehung von Fitness ist Gott.

9. Eigenschaften, die während der Interaktion eines Individuums mit der Umwelt erworben werden, werden vererbt.

Antwort: Linnaeus -2,8; Lamarck – 3,5,7,9; Darwin – 1,4,6.

Charles Darwin war der erste, der den Ursprung der Fitness materialistisch erklärte. Entscheidende Rolle Bei der Entstehung von Anpassungen spielt die kontinuierliche natürliche Selektion eine Rolle. Auf dieser Grundlage wird jedes Gerät entwickelt erbliche Variabilität im Prozess des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Selektion in einer Reihe von Generationen.

Anpassungsfähigkeit von Organismen oder Anpassung ist eine Reihe jener Merkmale der Struktur, Physiologie und des Verhaltens, die einer bestimmten Art die Möglichkeit eines bestimmten Lebensstils unter bestimmten Umweltbedingungen bieten.

Der Anpassungsmechanismus:

Veränderungen der Lebensbedingungen → individuelle erbliche Variabilität → natürliche Selektion → Fitness.

Arten von Anpassungen:

1. Morphologische Anpassungen (Veränderung der Körperstruktur): stromlinienförmige Körperform bei Fischen und Vögeln; Membranen zwischen den Zehen von Wasservögeln; dickes Fell bei nördlichen Säugetieren; flacher Körper im Grundfisch. Kriechend und kissenförmig bei Pflanzen in nördlichen Breiten und Hochgebirgsregionen.

2. Schützende Färbung. Bei Arten, die offen leben und für Feinde zugänglich sein können, entwickelt sich eine schützende Färbung. Diese Färbung macht die Organismen vor dem Hintergrund der Umgebung weniger auffällig. Beispiele:

An Weit im Norden viele Tiere sind farbig weiße Farbe(Eisbär, weißes Rebhuhn).

–Bei Zebras und Tigern fallen dunkle und helle Streifen am Körper mit dem Wechsel von Schatten und Licht der Umgebung zusammen (in einer Entfernung von 50-70 Metern kaum wahrnehmbar).

Bei offenen Brutvögeln (Auerhuhn, Auerhahn, Haselhuhn) ist das auf dem Nest sitzende Weibchen kaum vom umgebenden Hintergrund zu unterscheiden.

3. Tarnung. Tarnung ist ein Mittel, bei dem die Körperform und -farbe von Tieren mit den umgebenden Objekten verschmilzt. Zum Beispiel: Die Raupen einiger Schmetterlinge ähneln in Körperform und Farbe Zweigen; Auf Baumrinde lebende Insekten (Käfer, Laubholzbockkäfer) können mit Flechten verwechselt werden; Stabheuschreckenkörperform; Verschmelzung der Flunder mit dem Hintergrund des Meeresbodens.

4 . Mimikry. Mimikry ist die Nachahmung eines weniger geschützten Organismus einer Art durch einen stärker geschützten Organismus einer anderen Art. Zum Beispiel: Einige Arten ungiftiger Schlangen und Insekten ähneln giftigen (Schwebfliege – Wespe, tropische Schlangen – Giftige Schlangen). Löwenmäulchenblüten ähneln Hummeln – die Insekten versuchen eine Paarungsbeziehung aufzubauen, die die Bestäubung fördert. Mimikry ist das Ergebnis der Selektion ähnlicher Mutationen in verschiedene Arten. Es hilft ungeschützten Tieren beim Überleben und hilft, den Körper im Kampf ums Dasein zu erhalten.

5. Warnende (bedrohliche) Färbung. Helle Warnfärbung gut geschützter giftiger, stechender Formen: Soldatenwanze, Marienkäfer, Wespe, Kartoffelkäfer, Hummelfärbung, schwarze und orange Flecken von Raupen usw.

6. Physiologische Anpassungen: Anpassungsfähigkeit der Lebensprozesse an die Lebensbedingungen; Fettansammlung durch Wüstentiere vor Beginn der Trockenzeit (Kamele); Drüsen, die überschüssige Salze bei Reptilien und Vögeln entfernen, die in der Nähe des Meeres leben; Wassereinsparung bei Kakteen; schnelle Metamorphose bei Wüstenamphibien; Thermoortung, Echoortung; Zustand der teilweise oder vollständig ausgesetzten Animation.

7. Verhaltensanpassungen: Verhaltensänderungen unter bestimmten Bedingungen; Betreuung des Nachwuchses; die Bildung getrennter Paare während der Paarungszeit, und im Winter vereinigen sie sich in Schwärmen, was Nahrung und Schutz erleichtert (Wölfe, viele Vögel); abschreckendes Verhalten (Bombardierkäfer, Stinktier); Einfrieren, Nachahmung von Verletzung oder Tod; Winterschlaf, Lebensmittellagerung.

8. Biochemische Anpassungen verbunden mit der Bildung bestimmter Substanzen im Körper, die den Schutz vor Feinden oder Angriffen auf andere Tiere erleichtern; Gifte von Schlangen, Skorpionen, Antibiotika von Pilzen, Bakterien; Kristalle von Kaliumoxalat in den Blättern oder Stacheln von Pflanzen (Kakteen, Brennnessel)

9. Anpassungen für abiotischen Faktoren(zum Beispiel kalt):

Bei Tieren : dichtes Fell, dicke Unterhautfettschicht, Flucht nach Süden, Winterschlaf, Vorräte an Lebensmitteln für den Winter.

In Pflanzen : Laubfall, Kälteresistenz, Erhaltung vegetativer Organe im Boden, Vorhandensein von Veränderungen (Zwiebeln, Rhizome usw. mit Nährstoffversorgung).

10. Methoden zur Nahrungsbeschaffung.

Bei Tieren : - fressen Blätter an hohen Bäumen (langer Hals); Fangen mit Fangnetzen (Weben von Netzen und Herstellen verschiedener anderer Fallen) und Lauern auf Nahrungsgegenstände;

Die besondere Struktur der Verdauungsorgane zum Fangen von Insekten aus engen Löchern; fliegende Insekten fangen; wiederholtes Kauen grober Nahrung (klebrige lange Zunge, Magen mit mehreren Kammern usw.)

Beute greifen und festhalten räuberische Säugetiere und Vögel (Fleischzähne, Krallen, Hakenschnabel).

In Pflanzen : intensive Entwicklung der Wurzeln und Wurzelhaare → Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen; breite, dünne Blätter, Blattmosaik→Absorption von Sonnenenergie; Fang und Verdauung von Kleintieren→insektenfressenden Pflanzen.

11. Schutz vor Feinden.

Bei Tieren: schneller Lauf; Nadeln, Muscheln; abstoßender Geruch; bevormundend. Warnung und andere Arten von Malerei; Nesselzellen.

In Pflanzen: Dornen; Rosettenform, zum Mähen unzugänglich; giftige Substanzen.

12. Sicherstellung der Effizienz der Reproduktion.

Bei Tieren : Anziehung eines Sexualpartners: helles Gefieder, „Hörnerkrone“; Lieder; Paarungstänze.

In Pflanzen : Bestäuberanziehung: Nektar; Pollen; helle Farbe der Blüten oder Blütenstände, Geruch.

13. Umsiedlung in neue Gebiete.

Bei Tieren : Wanderungen – Wanderungen von Herden, Kolonien, Herden auf der Suche nach Nahrung und geeigneten Bedingungen für die Fortpflanzung (Vogelwanderungen, Wanderungen von Antilopen, Zebras, Fischschwimmen).

In Pflanzen: Verteilung von Samen und Sporen: zähe Haken, Stacheln; Wappen, Rotfeuerfische, Fliegen zur Windübertragung; saftige Früchte usw.

2. Die relative Natur der Fitness.

Sogar Charles Darwin betonte, dass alle Anpassungen, egal wie perfekt sie auch sein mögen, relativ sind. Anpassung ist relativ und jede Anpassung hilft nur unter den Bedingungen zu überleben, unter denen sie entstanden ist. Wenn sich die Bedingungen ändern, kann sich eine zuvor vorteilhafte Eigenschaft in eine schädliche verwandeln und zum Tod des Organismus führen.

Als Beweis für die Relativität von Anpassungen können folgende Tatsachen dienen:

Ein weißes Rebhuhn offenbart sich als Schatten im Schnee. Der Schneehase ist vor dem Hintergrund dunkler Stämme sichtbar. Motte fliegt zum Feuer (sie sammeln nachts Nektar von hellen Blumen). Die Flügel des Mauerseglers ermöglichen ihm einen sehr schnellen und manövrierfähigen Flug, erlauben ihm jedoch keinen Abflug, wenn der Vogel versehentlich auf dem Boden landet (Wildsegler nisten nur auf hohen Klippen). Wenn sich der Schneefall verzögert, ist der Schneeschuhhase, der rechtzeitig für den Winter gehäutet hat, vor dem Hintergrund der dunklen Erde deutlich zu erkennen. Kleine Vögel verbringen weiterhin Energie damit, das Kuckucksküken zu füttern, das seinen Nachwuchs aus dem Nest warf. Die leuchtende Färbung des Pfauenmännchens sichert ihm den Erfolg bei den Weibchen, lockt aber gleichzeitig auch Raubtiere an.

In Waldgebieten sammeln Igel mehr als alle anderen Tiere Zecken, darunter auch Enzephalitis-Zecken. Mit seinem stacheligen „Panzer“ kämmt der Igel wie eine Bürste hungrige Zecken weg, die auf Waldgräser geklettert sind. Der Igel kann die zwischen den Nadeln eingeklemmten Zecken nicht loswerden. Während der Frühlingssaison ernährt sich jeder Igel von Zehntausenden Zecken. Somit schützt die Stachelhülle den Igel zuverlässig vor Fressfeinden, schützt aber ebenso zuverlässig Zecken vor dem Igel selbst.

Fitness ist also nicht absolut, sondern relativ.

Die relative Natur der Fitness widerspricht der Aussage der absoluten Zweckmäßigkeit in der belebten Natur (der Evolutionstheorie von J.-B. Lamarck).

3. Fixieren des Materials. Arbeiten mit Karten.

4. Hausaufgaben Absatz 58, Fragen.

6. Die Entstehung von Geräten. Relative Anpassungsfähigkeit.

Anpassung ist die Harmonie des Organismus mit seiner Umwelt (im weiteren Sinne). Anpassung ist eine besondere morphophysiologische Eigenschaft, die das Überleben und die Fortpflanzung von Organismen in einer Konzertumgebung (im engeren Sinne) sicherstellen kann. Die Anpassungsgruppe – Mittel der passiven Verteidigung – sind solche Wespen, die durch ihre bloße Anwesenheit die größere Überlebenswahrscheinlichkeit des Einzelnen im Kampf ums Dasein bestimmen. a) harte Schutzhüllen; b) die Fähigkeit, sich zu einer Kugel zusammenzurollen (Tausendfüßler, Gürteltier); c) Nadeln und Stacheln; d) brennende Haare bei Pflanzen, Nesselzellen bei Tieren; e) adaptive Färbung und Struktur (Form) des Körpers – Schutzfärbung (saisonale Färbung (Rebhuhn)); zerstückelnde Färbung (Tiger); Gegenschatten (Fisch); leuchtend gefärbte Individuen (Warnfärbung); Mimikry – Nachahmung von Farbe und Verhalten, Tarnung, Ähnlichkeit mit ungenießbaren Gegenständen; f) komplexe Anpassungen (entstehen durch geringfügige erbliche Abweichungen) Insektenfresser bei Pflanzen, Symbiose.

Die Anpassungsfähigkeit von Organisationen ist ein Ergebnis des Handelns Antriebskräfte Evolution in den gegebenen Bedingungen der Wesen. Jede Fitness hilft Organismen nur unter den Bedingungen zu überleben, unter denen sie unter dem Einfluss der treibenden Kräfte der Evolution entstanden ist. Unter diesen Bedingungen ist es relativ (an einem hellen Wintertag offenbart sich ein weißes Rebhuhn als Schatten im Schnee. Ein weißer Hase, unsichtbar im Schnee im Wald, sichtbar vor dem Hintergrund dunkler Stämme.). Organisationen haben unnötige Organe und Zeichen. All diese vielen und weitere Faktoren sprechen dafür, dass Fitness nicht absolut, sondern relativ ist.

7. Mikroevolution. Artbildung. Ergebnisse der Evolution.

Unter Mikroevolution versteht man evolutionäre Prozesse, die innerhalb einer Art ablaufen und zu neuen, intraspezifischen Gruppen führen: Populationen und Unterarten. Eine Population ist eine elementare evolutionäre Struktur. Eine Unterart ist eine Gruppe von Populationen einer bestimmten Art, die sich morphophysiologisch von allen anderen Populationen innerhalb der Art unterscheiden. Mutation ist ein elementares, evolutionäres Material.

Ein elementares evolutionäres Phänomen ist eine Veränderung des Genpools einer Population. Der Genpool ist die Gesamtheit der Genotypen aller Individuen einer Population. Der Genotyp ist die Gesamtheit der Gene eines Individuums. Der elementare Evolutionsfaktor, der den Evolutionsprozess steuert, ist die natürliche Selektion.

Die Bildung neuer Arten in der Natur erfolgt unter dem Einfluss der treibenden Kräfte der Evolution. Wenn sich die Existenzbedingungen innerhalb einer Art ändern, kommt es zu einem Prozess der Divergenz von Divergenzzeichen, der zur Bildung neuer Gruppen, Individuen innerhalb der Art, führt. Die Anfangsstadien des Evolutionsprozesses finden innerhalb der Art statt und führen zur Bildung neuer intraspezifischer Gruppen – Populationen von Unterarten (dieser Prozess wird Mikroevolution genannt). Geografische Artbildung ist mit der Erweiterung des Verbreitungsgebiets der ursprünglichen Art oder mit ihrer Aufteilung in isolierte Teile – physische Barrieren (Flüsse, Seen, Berge, Klima...) – verbunden. Ökologische Artbildung liegt vor, wenn Populationen einer Art im selben Gebiet verbleiben, ihre Lebensbedingungen jedoch unterschiedlich sind (ihre genetische Zusammensetzung ändert sich).

Ergebnisse der Evolution. Die Evolution hat drei eng miteinander verbundene wichtige Konsequenzen:

1) Allmähliche Komplikation und Zunahme der Organisation von Lebewesen.

2) Relative Anpassungsfähigkeit von Organismen an Umweltbedingungen.

3) Artenvielfalt.

Typkriterien: 1. Morphologisches Kriterium – Ähnlichkeiten zwischen externen und Interne Struktur. 2. Ökologisches Kriterium – Pflanzen haben unterschiedliche Wachstumsorte. 3. Geografisches Kriterium – Fläche. 4. Physiologisches Kriterium: Die Unmöglichkeit der Artenkreuzung ist die Hauptbedeutung. Sie sind durch ihre physiologischen Fähigkeiten eingeschränkt. 5.Genetischer Komplex – bestimmt das gesamte Wesen der Art (Chromosomensatz). Es spielt keine große Rolle, d.h. es ist vom Sehen nicht zu unterscheiden.

8. Beweise für die Evolution organische Welt.

Makroevolution ist der Prozess der Schaffung neuer Gattungen aus Arten, neuer Familien aus Gattungen usw. Es tritt über große Zeiträume auf und ist einer direkten Untersuchung nicht zugänglich. In der Makroevolution laufen die gleichen Prozesse ab – die natürliche Selektion und das damit verbundene Aussterben, der Kampf ums Dasein. Die Makroevolution hat ebenso wie die Mikroevolution einen divergenten Charakter.

Embryologische Dokumente.

Schon Charles Darwin stellte fest, dass es Zusammenhänge zwischen der individuellen Entwicklung von Organisationen und ihrer evolutionären Entwicklung gibt. Diese Zusammenhänge wurden dann von anderen Wissenschaftlern eingehend untersucht. Ähnlichkeit von Embryonen. Die innere Organisation der Embryonen von Fischen, Kaninchen, Eidechsen und Menschen ist sehr ähnlich: Alle haben zuerst eine Chorda, dann eine Wirbelsäule aus knorpeligen Wirbeln, Kreislauf mit einem Kreisschnitt. Mit fortschreitender späterer Entwicklung wird die Ähnlichkeit zwischen Embryonen schwächer. All dies spricht für den Ursprung aller Akkordaten aus einem Stamm, der sich im Laufe der Evolution in viele Äste aufspaltet. Biogenetisches Gesetz. Deutsche Wissenschaftler haben das Korrelationsgesetz der Ontogenese aufgestellt. Ihm zufolge ist jedes Individuum in der Ontogenese eine kurze Wiederholung der Phylogenie (der Entwicklungsgeschichte seiner Art). Beispielsweise entwickeln die Kaulquappen schwanzloser Amphibien einen Schwanz – eine Wiederholung der Merkmale ihrer schwanzlosen Vorfahren.

Paläontologische Dokumente.

Die Paläontologie untersucht die fossilen Überreste ausgestorbener Organismen und deckt ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede mit modernen Organismen auf. Paläontologen nutzen fossile Überreste, um das Aussehen und die Struktur ausgestorbener Organismen zu rekonstruieren und mehr über die Pflanzen- und Tierwelt der Vergangenheit zu erfahren. Paläontologische Befunde sprechen von Verbindungen zwischen verschiedenen systematischen Gruppen. In einigen Reihen gelang es ihnen, Übergangsformen zu etablieren, in anderen phylogenetische Reihen (Reihen von Arten, die sich sukzessive ersetzen). Fossile Übergangsformen. Es wurde eine Gruppe von Reptilien mit Tierzähnen gefunden. Sie vereinen die Eigenschaften von Reptilien und Säugetieren. Solche Organismen werden als Übergangsformen klassifiziert. Reptilien mit Tierzähnen ähneln Säugetieren im Aufbau des Schädels, der Gliedmaßen und Wirbel sowie in der Aufteilung der Zähne in Backenzähne, Schneidezähne und Reißzähne. Archaeopteryx ist ein Tier von der Größe einer Taube und hatte die Eigenschaften eines Vogels, behielt aber auch die Merkmale von Reptilien bei. Die Anzeichen von Vögeln waren offensichtlich: die Ähnlichkeit der Hinterbeine mit dem Tarsus, das Vorhandensein von Federn. Anzeichen einer Prämisse: Bauchrippen, Schwanzwirbel und das Vorhandensein von Zähnen. Ar-ks konnten kaum gut fliegen, weil... Es hat ein Brustbein ohne Kiel und schwache Brust- und Flügelmuskeln. Phylogenetische Reihe. Paläontologen gelang es, die phylogenetische Reihe der Tiere zu rekonstruieren. Ein Beispiel ist die Evolution des Pferdes. Ihr größter Vorfahre hatte die Größe eines Fuchses, ihre Gliedmaßen waren vierfingrig usw. , bewegte sich sprunghaft. Doch dann verschlechterten sich die Lebensbedingungen und er konnte den Feinden nur noch durch schnelles Laufen entkommen. Während er ums Überleben kämpfte, wurden seine Beine länger und die Zahl der Finger, die den Boden erreichten, verringerte sich, seine Wirbelsäule wurde gestärkt, was ein schnelles Laufen ermöglichte usw.

Das System der Pflanzen und Tiere ist ein Spiegelbild der Evolution.

Die Evolution des Lebens auf der Erde erfolgt durch mikro- und makroevolutionäre Prozesse in ihrer Einheit. Heutzutage werden Organismen mithilfe systematischer Kategorien in Gruppen eingeteilt: Stamm (Abteilung – für Pflanzen), Klasse, Ordnung (Reihenfolge für Pflanzen), Familie, Gattung, Art. Für umfangreiche systematische Gruppen werden Zwischenkategorien hinzugefügt: Untertypen, Unterklassen usw. Die Vielzahl systematischer Kategorien ist auf die außerordentliche Artenvielfalt und den Wunsch der Wissenschaftler zurückzuführen, ein solches System bereitzustellen, das dies widerspiegelt Familienbande zwischen Gruppen von Organismen. Jeweils am höchsten systematische Gruppe, ausgehend von der Gattung, vereint rangniedrigere Gruppen mit einem gemeinsamen Vorfahren. Die Gattung vereint Arten, die von einem Vorfahren abstammen und sich als Ergebnis des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Selektion als fähig erwiesen haben, in verschiedenen Regionen und unter verschiedenen Bedingungen zu existieren und sich erfolgreich zu vermehren. Die Evolution hat drei eng miteinander verbundene wichtige Konsequenzen: 1. Allmähliche Komplikation und zunehmende Organisation der Lebewesen. 2. Relative Anpassungsfähigkeit von Organismen an die äußere Umgebung. 3. Artenvielfalt.

Eines der Ergebnisse der natürlichen Selektion, die die natürliche treibende Kraft des Evolutionsprozesses ist, kann als Entwicklung von Anpassungen in allen lebenden Organismen bezeichnet werden – Anpassungen an die Umwelt. C. Darwin betonte, dass alle Anpassungen, egal wie perfekt sie sind, relativ sind. Natürliche Selektion bildet die Anpassung an bestimmte Existenzbedingungen (in gegebene Zeit und an einem bestimmten Ort) und nicht an alle möglichen Umgebungsbedingungen. Die Vielfalt spezifischer Anpassungen lässt sich in mehrere Gruppen einteilen, bei denen es sich um Formen der Anpassung von Organismen an die Umwelt handelt.

Einige Formen der Anpassung bei Tieren:

1. Schützende Farbgebung und Körperform (Tarnung). Zum Beispiel: Heuschrecke, weiße Eule, Flunder, Oktopus, Stabheuschrecke.

2. Warnfärbung. Zum Beispiel: Wespen, Hummeln, Marienkäfer, Klapperschlangen.

3. Einschüchterndes Verhalten. Zum Beispiel: Bombardierkäfer, Stinktierkäfer oder Amerikanische Stinkwanze.

4. Mimikry ( äußere Ähnlichkeit ungeschützte Tiere mit geschützten). Zum Beispiel: Die Schwebfliege sieht aus wie eine Biene, harmlose tropische Schlangen sehen aus wie Giftschlangen.

Einige Formen der Anpassung bei Pflanzen:

1. Anpassungen an erhöhte Trockenheit. Zum Beispiel: Blattbehaarung, Ansammlung von Feuchtigkeit im Stängel (Kaktus, Affenbrotbaum), Umwandlung von Blättern in Nadeln.
2. Anpassungen an hohe Luftfeuchtigkeit. Zum Beispiel: große Blattoberfläche, viele Spaltöffnungen, erhöhte Verdunstungsrate.
3. Anpassung an die Bestäubung durch Insekten. Zum Beispiel: helle, attraktive Farbe einer Blume, Vorhandensein von Nektar, Geruch, Blütenform.
4. Anpassungen für die Windbestäubung. Zum Beispiel: Die Staubblätter mit Staubbeuteln werden weit über die Blüte hinaus getragen, kleine, leichte Pollen, der Stempel ist stark kurz weichhaarig, die Blüten- und Kelchblätter sind nicht entwickelt und behindern nicht den Wind, der andere Teile der Blüte bläst.

Die Fitness von Organismen ist die relative Zweckmäßigkeit der Struktur und Funktionen des Organismus, die das Ergebnis natürlicher Selektion ist und Individuen eliminiert, die nicht an die gegebenen Existenzbedingungen angepasst sind. So macht die schützende Färbung des Feldhasen im Sommer ihn unsichtbar, aber unerwartet gefallener Schnee macht diese schützende Färbung des Feldhasen ungeeignet, da sie für Raubtiere deutlich sichtbar wird. Windbestäubte Pflanzen bleiben bei Regenwetter unbestäubt.

Pflanzen und Tiere sind erstaunlich gut an die Umweltbedingungen angepasst, in denen sie leben. Der Begriff „Anpassungsfähigkeit einer Art“ umfasst nicht nur äußere Zeichen, sondern auch die Konformität der Struktur innere Organe die Funktionen, die sie erfüllen (zum Beispiel der lange und komplexe Verdauungstrakt von Wiederkäuern, die pflanzliche Nahrung fressen). Auch die Übereinstimmung der physiologischen Funktionen eines Organismus mit seinen Lebensbedingungen, deren Komplexität und Vielfalt werden in den Fitnessbegriff einbezogen.

Für das Überleben der Organismen im Kampf ums Dasein sehr wichtig hat adaptives Verhalten. Neben dem Verstecken oder dem demonstrativen, erschreckenden Verhalten bei der Annäherung eines Feindes gibt es viele weitere Möglichkeiten adaptiven Verhaltens, die das Überleben von Erwachsenen oder Jugendlichen sichern. Daher lagern viele Tiere Futter für die ungünstige Jahreszeit ein. In der Wüste ist für viele Arten die Zeit der größten Aktivität nachts, wenn die Hitze nachlässt.

Natürliche Selektion hat immer den Charakter einer adaptiven Reaktion auf die Existenzbedingungen. Alle Merkmale lebender Organismen sind an die Bedingungen ihrer Existenz angepasst. Die Anpassungsfähigkeit unterscheidet sich zwischen internen und äußere Struktur Organismen, Tierverhalten usw.

Beispielsweise ist die Fortpflanzungsintensität bei Lebewesen höher, deren Nachkommen in großer Zahl sterben. Der Kabeljau, der sich nicht um seinen Nachwuchs kümmert, legt während der Laichzeit etwa 5 Millionen Eier. Das Weibchen ist klein Meeresfisch, ein fünfzehnstachliger Stichling, dessen Männchen ein Nest mit Eiern bewacht, legt nur ein paar Dutzend Eier. Ein Elefant, dessen Nachwuchs in der Natur fast nie bedroht ist, bringt im Laufe seines langen Lebens nicht mehr als sechs Elefantenjunge zur Welt, aber der menschliche Spulwurm, dessen Nachwuchs zum größten Teil stirbt, legt im Laufe des Jahres täglich 200.000 Eier.

Windbestäubte Pflanzen produzieren große Mengen feiner, trockener und sehr leichter Pollen. Die Narben der Blütenstempel sind groß und federförmig. All dies hilft ihnen, effizienter zu bestäuben. Aber von Insekten bestäubte Pflanzen haben viel weniger Pollen, sie sind groß und klebrig, ihre Blüten haben Nektarien und sind leuchtend gefärbt, um bestäubende Insekten anzulocken.

Anschauliche Beispiele für Anpassung sind Schutzfärbung und Mimikry. Mimikry – Nachahmung gefährliche Arten- bei vielen Tieren beobachtet. Einige harmlose, nicht giftige Schlangen haben beispielsweise erhebliche Ähnlichkeiten mit ihren giftigen Verwandten, was ihnen hilft, Angriffen von Raubtieren zu entgehen.

Darwins Theorie erklärt die Entstehung von Fitness durch erbliche Variation und natürliche Auslese.

Allerdings muss man immer bedenken, dass Fitness relativ ist. Das heißt, jede Anpassung hilft nur unter den Bedingungen zu überleben, unter denen sie entstanden ist. Sobald sich die Bedingungen ändern, wird eine zuvor nützliche Eigenschaft zu einer schädlichen und führt zum Tod. Ein wunderschön fliegender Mauersegler hat beispielsweise sehr lange, schmale Flügel. Diese Spezialisierung des Flügels hat jedoch dazu geführt, dass der Mauersegler nicht von ebenen Flächen abheben kann und stirbt, wenn er nichts zum Abspringen hat.

Der relative Charakter von Fitness lässt sich auch anhand des folgenden Beispiels betrachten: in den Industrieregionen Europas, wo aufgrund intensive Entwicklung Bei der Produktion starben die hellen Flechten, die die Baumstämme bedeckten, und die dunklen Individuen der Schmetterlinge ersetzten die hellen Individuen. Dieses Phänomen wird als Industriemelanismus bezeichnet. Tatsache ist, dass helle Insekten vor einem dunklen Hintergrund gut sichtbar sind und hauptsächlich von Vögeln gefressen werden. In ländlichen Gebieten hingegen sind dunkle Insekten auf hellen Stämmen deutlich sichtbar und werden von Vögeln vernichtet. Somit löste die natürliche Selektion eine Divergenz (Divergenz) innerhalb einer Art aus, die zunächst zur Entstehung von Unterarten und dann zur Entstehung neuer Arten führen kann.

Die Bildung neuer Arten ist die wichtigste Phase im Evolutionsprozess.

Der Evolutionsprozess wird in Mikro- und Makroevolution unterteilt. Mikroevolution ist der Prozess der Umstrukturierung innerhalb einer Art, der zur Bildung neuer Populationen und Unterarten führt und mit der Bildung neuer Arten endet.

Somit ist die Mikroevolution das allererste Stadium des Evolutionsprozesses, der in relativ kurzen Zeiträumen ablaufen und direkt beobachtet und untersucht werden kann.

Aufgrund der erblichen (Mutations-)Variabilität kommt es zu zufälligen Veränderungen des Genotyps. Die spontane Mutationsrate ist recht hoch und 1–2 % der Keimzellen weisen mutierte Gene oder veränderte Chromosomen auf. Mutationen sind meist rezessiv und selten vorteilhaft für die Art. Treten jedoch infolge einer Mutation Veränderungen auf, die für ein Individuum von Vorteil sind, dann erhält es einige Vorteile gegenüber anderen Individuen der Bevölkerung: Es erhält mehr Nahrung oder wird resistenter gegen den Einfluss pathogener Bakterien und Viren usw. Beispielsweise ermöglichte das Aussehen eines langen Halses den Vorfahren der Giraffe, sich von Blättern zu ernähren hohe Bäume, was ihnen mehr Nahrung lieferte als Einzelpersonen der Bevölkerung mit kurzem Hals.

Mit der Entstehung eines neuen Merkmals beginnt also der Prozess der Divergenz, also der Divergenz der Merkmale innerhalb der Population.

In einer Population jeder Art gibt es zahlenmäßige Wellen. In günstigen Jahren nimmt die Population zu: Es findet eine intensive Fortpflanzung statt, die meisten jungen und alten Individuen überleben. In ungünstigen Jahren kann die Populationsgröße stark zurückgehen: Viele Individuen, vor allem junge und alte, sterben und die Fortpflanzungsintensität nimmt ab. Solche Wellen hängen von vielen Faktoren ab: Klimaveränderungen, Nahrungsmenge, Anzahl der Feinde, pathogene Mikroorganismen usw. In für die Bevölkerung ungünstigen Jahren kann es vorkommen, dass nur diejenigen Individuen überleben, die durch Mutation ein nützliches Merkmal erworben haben. Beispielsweise könnten während einer Dürre die kurzhalsigen Vorfahren der Giraffe verhungern, und die langhalsigen Individuen und ihre Nachkommen begannen, die Population zu dominieren. So könnte in relativ kurzer Zeit als Ergebnis der natürlichen Selektion eine „Langhals“-Population von Artiodactyl-Tieren entstehen. Aber wenn sich Individuen dieser Population frei mit „kurzhalsigen“ Verwandten benachbarter Populationen kreuzen könnten, dann wäre das der Fall die neue Art konnte nicht entstanden sein.

Daher ist der nächste notwendige Faktor in der Mikroevolution die Isolierung einer Population von Individuen mit einem neuen Merkmal, die aus einer Population von Individuen hervorgegangen ist, die dieses Merkmal nicht haben. Die Isolierung kann auf verschiedene Arten erreicht werden.

1. Geografische Isolation als Faktor der Artbildung. Diese Art

Isolation ist mit der Erweiterung des Lebensraums – Verbreitungsgebiets – der Art verbunden.

Gleichzeitig befinden sich neue Populationen im Vergleich zu anderen Populationen in anderen Bedingungen: Klima, Boden usw. In der Population kommt es ständig zu erblichen Veränderungen, die natürliche Selektion wirkt – als Folge dieser Prozesse verändert sich der Genpool der Population und es entsteht eine neue Unterart. Die freie Kreuzung neuer Populationen oder Unterarten untereinander kann durch Lücken im Verbreitungsgebiet aufgrund von Flüssen, Bergen, Gletschern usw. behindert werden. So entstand beispielsweise aufgrund geographischer Isolationsfaktoren über mehrere Millionen Jahre hinweg aus einer Maiglöckchenart eine ganze Artenreihe. Dieser Weg der Artbildung ist ein langsamer Prozess, der sich über Hunderte, Tausende und Millionen Generationen erstreckt.

2. Vorübergehende Isolation als Faktor der Artbildung. Diese Art der Isolierung ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich zwei nahegelegene Unterarten nicht kreuzen können, wenn der Zeitpunkt der Fortpflanzung nicht übereinstimmt, und eine weitere Divergenz zur Bildung zweier neuer Arten führt. Auf diese Weise entstehen neue Fischarten, wenn die Laichzeiten der Unterarten nicht übereinstimmen, oder neue Pflanzenarten, wenn die Blütezeiten der Unterarten nicht übereinstimmen.

3. Reproduktive Isolation als Faktor der Artbildung. Diese Art der Isolation liegt vor, wenn es aufgrund einer Diskrepanz in der Struktur der Geschlechtsorgane, unterschiedlichen Verhaltensweisen und der Inkompatibilität des genetischen Materials nicht möglich ist, Individuen zweier Unterarten zu kreuzen.

In jedem Fall führt jede Isolation zu einer reproduktiven Trennung – d. h. auf die Unmöglichkeit, neue Arten zu kreuzen.

Somit kann der Prozess der Mikroevolution in die folgenden Phasen unterteilt werden:

1. Spontane Mutationen und beginnende Divergenz innerhalb einer Population.

2. Natürliche Selektion der am besten angepassten Individuen, Fortsetzung der Divergenz.

3. Der Tod weniger angepasster Individuen durch den Einfluss von Umweltbedingungen ist die Fortsetzung der natürlichen Selektion und die Bildung neuer Populationen und Unterarten.

4. Isolierung von Unterarten, was aufgrund der reproduktiven Trennung zur Entstehung neuer Arten führt.

Welche relative Natur hat die Anpassung von Organismen an ihre Umwelt?
=Was ist die relative Natur von Fitness?

Antwort

Wenn sich die Bedingungen ändern, kann Fitness nutzlos oder schädlich werden. Auf einer roten Wand ist beispielsweise deutlich ein weißer Birkenfalter zu erkennen.

Der Tagpfauenauge hat nur auf der Oberseite seiner Flügel helle Augenflecken. Nennen Sie die Art der Farbe, erläutern Sie die Bedeutung der Farbe sowie die relative Art ihrer Anpassungsfähigkeit.

Antwort

Art der Färbung - Mimikry.
Die Bedeutung der Färbung: Ein Raubtier kann die augenförmigen Flecken auf den Flügeln eines Schmetterlings mit den Augen eines großen Raubtiers verwechseln, Angst bekommen und zögern, was dem Schmetterling Zeit zur Flucht gibt.
Relativität der Fitness: Die helle Farbe macht den Schmetterling für Raubtiere sichtbar; das Raubtier hat möglicherweise keine Angst vor dem Augenmuster auf den Flügeln des Schmetterlings.

Die Wespenfliege ähnelt in Farbe und Körperform der Wespe. Nennen Sie die Art der Schutzvorrichtung, über die sie verfügt, erläutern Sie deren Bedeutung und die relative Beschaffenheit der Vorrichtung.

Antwort

Art der Schutzvorrichtung - Mimikry.
Bedeutung: Ähnlichkeit mit einer Wespe schreckt Raubtiere ab.
Relativität: Ähnlichkeit mit einer Wespe garantiert kein Überleben, weil Es gibt Jungvögel, die den Reflex noch nicht entwickelt haben, und spezialisierte Wespenbussardvögel.

Nennen Sie die Art der Schutzvorrichtung gegen Feinde, erläutern Sie deren Zweck und relative Natur kleiner Fisch Seepferdchen- ein Lumpensammler, der in geringer Tiefe zwischen Wasserpflanzen lebt.

Antwort

Die Art der Schutzvorrichtung ist Tarnung.
Die Ähnlichkeit des Pipits mit Algen macht ihn für Raubtiere unsichtbar.
Relativitätstheorie: Eine solche Ähnlichkeit gibt ihnen keine vollständige Überlebensgarantie, da sie für Raubtiere sichtbar wird, wenn sich der Rochen bewegt und sich im offenen Raum befindet.

Nennen Sie die Art der Anpassung, die Bedeutung der Schutzfärbung sowie die relative Anpassungsfähigkeit der Flunder, die in bodennahen Meeresreservoirs lebt.

Antwort

Art der Färbung – schützend (verschmelzt mit dem Hintergrund des Meeresbodens). Bedeutung: Der Fisch ist vor dem Hintergrund des Bodens unsichtbar und kann sich so vor Feinden und möglicher Beute verstecken.
Relativität: Fitness hilft nicht bei der Bewegung des Fisches und macht sich für Feinde bemerkbar.

In den Industriegebieten Englands nahm im 19.-20. Jahrhundert die Zahl der Birkenspinner-Schmetterlinge mit dunkel gefärbten Flügeln im Vergleich zu hellen zu. Erklären Sie dieses Phänomen anhand von Evolutionslehre und bestimmen Sie die Form der Auswahl.
=Erklären Sie den Grund für den industriellen Melanismus bei Birkenspinner-Schmetterlingen aus der Perspektive der Evolutionslehre und bestimmen Sie die Form der Selektion.

Antwort

Zunächst entwickelte einer der Schmetterlinge eine Mutation, die es ihm ermöglichte, eine etwas dunklere Farbe anzunehmen. Solche Schmetterlinge sind auf geräucherten Stämmen etwas weniger auffällig und werden daher von Vögeln etwas seltener getötet als gewöhnliche Schmetterlinge. Sie überlebten häufiger und brachten Nachkommen zur Welt (es kam zu natürlicher Selektion), sodass die Zahl der dunklen Schmetterlinge allmählich zunahm.
Dann entwickelte einer der etwas dunkleren Schmetterlinge eine Mutation, die es ihm ermöglichte, noch dunkler zu werden. Aufgrund der Tarnung überlebten solche Schmetterlinge und brachten häufiger Junge zur Welt, und die Zahl der dunklen Schmetterlinge nahm zu.
Aufgrund des Zusammenspiels der treibenden Faktoren der Evolution (erbliche Variabilität und natürliche Selektion) entstand bei Schmetterlingen eine dunkle Tarnfärbung. Auswahlform: Fahren.

Die Körperform des Kalimma-Schmetterlings ähnelt einem Blatt. Wie hat der Schmetterling eine solche Körperform entwickelt?
=Die Raupen des rübenweißen Schmetterlings sind hell gefärbt grüne Farbe und sind vor dem Hintergrund der Kreuzblütlerblätter unsichtbar. Erklären Sie auf der Grundlage der Evolutionstheorie die Entstehung der schützenden Färbung dieses Insekts.

Antwort

Zunächst entwickelte eine der Raupen eine Mutation, die es ihr ermöglichte, eine teilweise grüne Farbe anzunehmen. Solche Raupen fallen auf grünen Blättern etwas weniger auf und werden daher von Vögeln etwas seltener vernichtet als gewöhnliche Raupen. Sie überlebten häufiger und brachten Nachkommen zur Welt (es kam zu natürlicher Selektion), sodass nach und nach die Zahl der Schmetterlinge mit grünen Raupen zunahm.
Dann entwickelte eine der teilweise grünen Raupen eine Mutation, die es ihr ermöglichte, noch grüner zu werden. Aufgrund der Tarnung überlebten solche Raupen häufiger als andere Raupen, verwandelten sich in Schmetterlinge und brachten Nachkommen zur Welt, und die Zahl der Schmetterlinge mit noch grüneren Raupen nahm zu.
So entwickelten die Raupen aufgrund des Zusammenspiels der treibenden Faktoren der Evolution (erbliche Variabilität und natürliche Selektion) eine hellgrüne Tarnfarbe.

Bienenartige Fliegen, die keinen Stechapparat haben, Aussehenähnlich wie Bienen. Erklären Sie anhand der Evolutionstheorie die Entstehung der Mimikry bei diesen Insekten.

Antwort

Zunächst entwickelte eine der Fliegen eine Mutation, die es ihr ermöglichte, eine leichte Ähnlichkeit mit einer Biene anzunehmen. Solche Fliegen wurden etwas seltener von Vögeln gefressen, überlebten und brachten häufiger Junge zur Welt (es kam zu natürlicher Selektion), sodass nach und nach die Zahl der bienenähnlichen Fliegen zunahm.
Dann erfuhr eine dieser Fliegen eine Mutation, die es ihr ermöglichte, noch bienenähnlicher zu werden. Aufgrund der Mimikry überlebten solche Fliegen und brachten häufiger Nachkommen zur Welt als andere Fliegen, und die Zahl der Fliegen mit noch größerer Ähnlichkeit zu Bienen nahm zu.
Aufgrund des Zusammenspiels der treibenden Faktoren der Evolution (erbliche Variabilität und natürliche Selektion) entstand bei Fliegen eine Bienenmimikry.

Der Körper des in afrikanischen Savannen lebenden Zebras weist abwechselnd dunkle und helle Streifen auf. Nennen Sie die Art seiner Schutzfärbung, erläutern Sie seine Bedeutung sowie die relative Art seiner Anpassungsfähigkeit.

Antwort

Das Zebra hat eine charakteristische Färbung. Erstens verbirgt eine solche Färbung die tatsächlichen Konturen des Tieres vor dem Raubtier (es ist nicht klar, wo ein Zebra endet und ein anderes beginnt). Zweitens erlauben die Streifen dem Raubtier nicht, die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Zebras genau zu bestimmen. Relativität: Bunte Zebras sind vor dem Hintergrund der Savanne deutlich zu erkennen.

Die Raupe des Mottenschmetterlings lebt auf den Ästen der Bäume und verwandelt sich im Moment der Gefahr in einen Zweig. Nennen Sie die Art der Schutzeinrichtung, erläutern Sie deren Bedeutung und relativen Charakter.

Antwort

Gerätetyp: Tarnung. Bedeutung: Die zweigartige Raupe ist weniger auffällig und wird von Vögeln seltener gefressen. Relativitätstheorie: Auf einem andersfarbigen Baum oder an einer Stange ist eine solche Raupe deutlich zu erkennen.

Im Laufe der Evolution hat der weiße Hase die Fähigkeit entwickelt, die Farbe seines Fells zu ändern. Erklären Sie, wie eine solche Anpassung an die Umwelt entstanden ist. Welche Bedeutung hat es und wie manifestiert sich die relative Natur von Fitness?

Antwort

Bedeutung: Der Hase hat im Winter weißes und im Sommer graues Fell, um für Raubtiere weniger aufzufallen.
Entstehung: Mutationen entstanden zufällig und gaben dem Hasen diese Fellfarbe; Diese Mutationen blieben durch natürliche Selektion erhalten, da Hasen, die von Raubtieren unentdeckt blieben, mit größerer Wahrscheinlichkeit überlebten.
Relativitätstheorie: Wenn ein Hase im Winter auf eine Oberfläche ohne Schnee trifft (einen Stein, ein Feuer), dann ist er gut sichtbar.

Nennen Sie die Art der Schutzfärbung vor Feinden bei Weibchen offen brütender Vögel. Erklären Sie seine Bedeutung und relative Natur.

Antwort

Farbtyp: Tarnung (fügt in den Hintergrund ein).
Bedeutung: Ein Vogel, der auf einem Nest sitzt, ist für ein Raubtier unsichtbar.
Relativität: Wenn sich der Hintergrund ändert oder bewegt, wird der Vogel sichtbar.