Найдите соответствие между видами адаптаций и примерами адаптаций в природе

Тема: Многообразие форм приспособленности организмов к условиям жизни. Биологические ритмы

Дата: 09.06.2020 (1 час)

Цель: познакомиться с разными видами приспособленности живых организмов к среде обитания, понять относительный характер приспособленности; дать понятие о приспособительных ритмах жизни и биологических часах.

Студенты должны знать:

понятие приспособленности организмов к среде обитания;                                                 виды приспособлений у растений и животных; понятие биоритмов и их значение.

Студенты должны уметь: определять среду обитания растения и животного,    к какому типу биологического ритма (утреннего или вечернего) относится студент;выявлять черты приспособленности к среде обитания.

План.

1. Что такое приспособленность и адаптация?

2. Морфологические адаптации.

3. Экологические адаптации.

4. Физиологические адаптации.

5. Определение биологических ритмов.

6. Внутренние, или физиологические, ритмы.

7. Циркадный ритм.

8. Понятие фенологии.

 

Посмотреть видеоуроки https://www.youtube.com/watch?v=5pcct6z7UtM&t=11s; https://www.youtube.com/watch?v=mo-s5zOJ86g.

Опорный конспект

На Земле уже почти не осталось мест, где бы не ступала нога человека. Но нередко случалось так, что «первооткрывателей» горных вершин или дальних островов и континентов приветствовало местное население, живущее там уже много тысяч лет. За это время человеческие популяции приспособились к неблагоприятным условиям среды. Например, светлая кожа европеоидов помогает им бороться с рахитом, широкий и плоский нос у негроидов способствует большей теплоотдаче, низкорослые пигмеи ловко пробираются сквозь джунгли, узкий разрез век и «глазная складка» монголоидов помогают им лучше переносить песчаные бури и мороз.

Приспособленности и адаптации – это любые свойства организмов, повышающие их шансы на выживание во внешней среде.

Длинная шея у жирафа, позволяющая добывать ему пищу там, где это не могут сделать другие животные, – это адаптация. Другой пример адаптации – толстый слой подкожного жира у моржа, позволяющий ему выживать в суровых арктических условиях.

Адаптации создаются и поддерживаются в ходе эволюции видов. Происходит это благодаря естественному отбору и такому качеству организмов, как изменчивость. Все существующие виды прошли через естественный отбор и обладают необходимыми адаптациями к условиям своего обитания.

В природе действуют физико-химические законы, которые определяют основные направления развития тех или иных приспособлений организмов. Как это происходит, можно рассмотреть на примере планктона Планктон (с греч. – «блуждающий») – небольшие организмы, растения и животные, взвешенные в толще воды.

Чтобы находиться в подвешенном состоянии, что для планктона естественно, нужно, чтобы силы, удерживающие организм на плаву, соответствовали его весу. Против силы тяжести, которая заставляет планктон опускаться на дно, действуют отталкивающие силы Архимеда, а также силы сцепления частиц воды с поверхностью тела. То есть любые способы облегчения веса и увеличение поверхности тела будут благоприятствовать планктонному образу жизни. У одних видов это достигается благодаря мелким размерам, у других – путем образования разнообразных выростов (щетинок, складок), у третьих – насыщением клеток капельками жира или наличием газовых полостей, уменьшающих удельный вес.

Если представители разных видов внешне похожи, это еще не говорит об их родстве. Прежде всего, это свидетельствует о том, что эти организмы ведут схожий образ жизни.

В одинаковой среде обитания образуются сходные приспособительные формы. Например, деревья, кустарники, лианы, разнообразные травы – это формы, возникшие у разных видов растений при сходном использовании среды.

Адаптации бывают различные. Первая группа приспособлений – морфологические. По внешнему облику разных видов животных можно определить не только среду, в которой они развиваются и растут, но также их образ жизни. Например, все позвоночные, которые ведут подземный образ жизни, имеют компактное тело с короткой шеей и хвостом, слаборазвитые глаза и ушные раковины, короткий жесткий мех. Они роют землю либо мощными передними конечностями, сильными когтями, либо выступающими, как долото, рубцами (кроты, слепыши). Роющее насекомое – медведка – также внешне напоминает маленького крота. Растения лианы имеют стебли с различными приспособлениями, такими как крючья, усики или присоски, позволяющие им, цепляясь за стебли других растений, выносить свои листья к свету.

Жизненная форма – своеобразие внешнего строения, которое отражает приспособления вида к определенному образу жизни. Жизненные формы вырабатываются в ходе эволюционного строения вида, а у отдельных особей проявление обусловлено генотипом и нормой реакций.

Разные виды могут иметь сходную форму, если ведут сходный образ жизни. В экологии виды классифицируются не по родству, а по способам и формам адаптаций к окружающей среде или к отдельным факторам этой среды. Жизненные формы отображают классификацию по свойствам приспособления организма ко всем биотическим и абиотическим факторам внешней среды.

Экологические адаптации выражаются не только во внешних признаках вида, но и в изменениях физиологических процессов, в характере поведения, в жизненных циклах, а также во внутриклеточных биохимических превращениях.

По отношению к какому-то одному господствующему фактору внешней среды: свету, температуре, типу пищи, воде, выделяются экологические группы.

Экологические группы:

• По отношению к свету: светолюбивые, теневыносливые, тенелюбивые
• По отношению к температуре: теплолюбивые, жаростойкие, холодостойкие
• По отношению к воде: влаголюбивые, засухоустойчивые

Физиологические адаптации. По изменчивости температуры тела выделяют следующие группы животных: пойкилотермные и гомойотермные.

У пойкилотермных организмов внутренняя температура тела следует за изменением температуры среды. Скорость обмена веществ то возрастает, то понижается – таких видов большинство на Земле.

Гомойотермны только две группы: млекопитающие и птицы.

Они способны поддерживать постоянную температуру тела при любых условиях среды. Обмен веществ всегда идет с высокой скоростью, даже если наружные температуры постоянно меняются. Например, медведи в Арктике или пингвины в Антарктиде выдерживают пятидесятиградусные морозы, что составляет разницу 80-90 °С по сравнению с их собственной температурой.

Виды с непостоянной температурой тела способны при понижении температур переходить в неактивное физиологическое состояние. Замедление обмена веществ в клетках сильно увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным условиям погоды. Переход животных в состояние оцепенения и переход растений в состояние покоя позволяет им переносить зимние холода с наименьшими потерями, не тратя много энергии.

Форма тела, физиологические свойства, образ жизни, поведение организмов, их распространение и ритмы жизни являются чертами приспособленности видов к определенной среде обитания. Таким образом, многообразие приспособительных свойств у организмов, выработанных под влиянием факторов среды, обеспечивает им возможность существования в разных условиях биосферы.

Схожесть форм тел

В отличие от представителей планктона, активно плавающие в воде виды приобрели форму тела, которую называют торпедовидной.

По законам гидродинамики, быстро передвигающееся в воде тело может успешно преодолеть сопротивление только при определенных пропорциях: длина тела должна в 5 раз превышать наибольший диаметр. Именно такое соотношение свойственно дельфинам, акулам, кальмарам и даже древним ихтиозаврам.

Жизненные формы на разных стадиях развития

Существуют виды, особи которых на разных стадиях индивидуального развития могут находиться в разной жизненной форме. В частности, это явление наблюдается у животных, развитие которых происходит с метаморфозом, то есть в индивидуальном развитии которых присутствует стадия личинки: головастик и лягушка, личинка и взрослая особь угря, гусеница и бабочка. У растений жизненные формы могут быть разные, в зависимости от условий произрастания. Например, береза пушистая, рябина обыкновенная в лесах умеренного климата развивают форму одноствольного дерева. А вырастая в лесах тундровых сообществ, они приобретают многоствольную, кустарниковую форму.

Для жизни животных и растений наиболее важное значе­ние имеют температура, влажность, световой режим, давление, электромагнитное поле, приливы и отливы. Основной особен­ностью этих факторов является сезонная и суточная изменчи­вость, возникающая в результате вращения Земли вокруг своей оси и Солнца, а также вращения Луны относительно Земли. Закономерно изменяются эти факторы и в связи с географиче­ской зональностью.

У растений и животных в результате длительного естест­венного отбора развились определенные анатомо-морфологические, физиологические, биохимические и другие специфиче­ские признаки и свойства, позволившие им приспособиться к той или иной среде. У каждого вида выработался характерный для него годичный цикл с определенной последовательностью и длительностью периодов интенсивного роста и развития, размножения, подготовки к зиме и зимовки.

Последовательное чередование во времени каких-либо со­стояний организма называется биологическим ритмом. Эти ритмы поддерживаются внутренним механизмом, благодаря которому организмы способны циклически менять свое со­стояние (биологические часы). При помощи биологических часов у них устанавливаются суточные, сезонные, годовые и другие ритмы различных физиологических процессов.

Различают внутренние, или физиологические, ритмы орга­низма и внешние, имеющие геофизическую природу и сле­дующие за циклическими изменениями во внешней среде

Внутренние ритмы возникли исторически. Для нормальной жизнедеятельности любой живой организм переходит из со­стояния высокой физиологической активности в состояние физиологического покоя. Процессы анаболизма (синтеза) сме­няются процессами катаболиза (распада). Если это не достига­ется, физиологические функции организма нарушаются.

Живые организмы, приспосабливаясь воспринимать колеба­ния внешней среды, соответственно им настраивали свои физио­логические процессы. Это происходило в основном под влиянием трех факторов: вращения Земли по отношению к Солнцу (солнечные сутки = 24 ч); к Луне (лунные сутки = 24,8 ч); к звез­дам (звездные, сидерические сутки = 23,9 ч).

Накладываясь друг на друга, эти факторы воспринимались живыми организмами как ритмика, близкая, хотя и не точно соответствующая 24-часовому периоду. Это и явилось одной из причин некоторого отклонения эндогенных биологических ритмов от точного суточного периода. Вот почему они назы­ваются циркадными рит­мами, т. е. приближающимися к суточному ритму Если белок-летяг содержать в абсолютной темноте беспре­рывно, все они просыпаются и ведут активный образ жизни вначале одновременно, но вскоре - в разное время, и при этом каждая особь сохраняет свой ритм. Если затем восстановить пра­вильное чередование дня и ночи, периоды сна и бодрствования зверьков снова становятся синхронными. Таким образом, внеш­ний раздражитель (смена дня и ночи) регулирует врожденные циркадные ритмы, приближая их к 24-часовому периоду.

У многих животных суточная периодичность не сопровож­дается существенными отклонениями физиологических функ­ций, а проявляется в основном изменениями двигательной активности. Это и есть внешние, экзогенные суточные ритм Суточная периодичность характерна для дневных, сумеречных и ночных животных. В водоемах наблюдается дневное и ноч­ное перемещение планктона. При этом изменение светового дня от весны к осени влечет за собой и изменение активности животных в течение суток, т. е. суточная периодичность явля­ется ярко выраженным экзогенным ритмом.

Связь климатических факторов с периодическими (сезон­ными) процессами, происходящими в жизни животных и расте­ний, изучает фенология.

Кроме суточных и сезонных ритмов, в природе наблюдается многолет­няя периодичность биологических явлений. Она определяется изменениями погоды, закономерной сменой ее под влиянием сол­нечной активности и выражается чередованием урожайных и не­урожайных лет, лет обилия или малочисленности популяций.

Различают 5-6-, 11-летние, а также вековые (80-90-летние) циклы солнечной активности.

Вопросы для самоконтроля:

1.Что такое адаптация?

2.Какие виды адаптаций вам известны?

3. Как же возникают адаптации?

4. Что такое мимикрия?

5. Что называется физиологическими адаптациями?

6. Объяснитеотносительный характер приспособлений.

7. Что называется биологическими ритмами? Назовите ос­новные причины возникновения биологических ритмов.

8. Какое значение для жизнедеятельности организмов имеют биологические часы?

9. Что изучает фенология?

 

Практическое задание:

Найдите соответствие между видами адаптаций и примерами адаптаций в природе.

Вид адаптации	Примеры адаптаций
А. Маскировка	1.Состояние анабиоза у животных
Б. Мимикрия	2.Сходство в окраске ядовитых и неядовитых змей.
В. Физиологическая адаптация	3.Сохранение воды у кактусов
	4. Мадагаскарский жук похожий на лишайник по форме и цвету
	5.Безвредная муха-журчалка похожа на пчелу
	6.Гусеница пяденицы, уподобляющаяся сучку

Критерии оценивания:

За правильно выполненное задание – оценка 5.

1 ошибка - оценка 4.

2 ошибки – оценка 3.

3 и более ошибки – оценка 2.

 

Уважаемые студенты, практическое задание необходимо выполнить в рабочей тетради (сфотографировать) или в формате Документа Word. Отправлять для проверки в личные сообщения на страницу ВКонтакте: https://vk.com/id343837166 Преподаватель: Острик Марина Григорьевна