Рассмотрим вариант решения задания из учебника Пасечник, Касперская, Сивоглазов 11 класс, Просвещение: § 10. Приспособленность организмов к среде обитания как результат действия естественного отбора Что такое адаптация, какую роль она играет в жизни организмов? Адаптация — это комплекс морфофизиологических и поведенческих особенностей организмов, обеспечивающий их успех в конкуренции и способность оставлять потомство в конкретных условиях среды. Она формируется постепенно через естественный отбор и позволяет видам максимально увеличить выживаемость и репродуктивный успех, снижая смертность в данных условиях. Какие виды адаптаций существуют, почему они имеют относительный характер? Существуют морфологические (строение тела, окраска), физиологические (перестройка обмена веществ), биохимические (оптимизация клеточных процессов) и поведенческие адаптации (врождённые программы поведения). Их относительный характер обусловлен тем, что они эффективны только в конкретных условиях среды — при изменении этих условий адаптации могут стать бесполезными или вредными. 1. В чём биологический смысл явления адаптации? Биологический смысл адаптации заключается в повышении выживаемости и репродуктивного успеха организмов в конкретных условиях среды, что обеспечивает сохранение вида и его конкурентоспособность в борьбе за существование. 2. Каков механизм формирования адаптаций? Адаптации формируются через естественный отбор: наследственная изменчивость создает разнообразие признаков, в борьбе за существование выживают особи с наиболее полезными признаками, которые передаются потомкам, постепенно закрепляясь в популяции. 3. Почему одни животные имеют яркую окраску, а другие, наоборот, — покровительственную? Яркая окраска (предостерегающая) характерна для ядовитых или опасных видов, предупреждая хищников об угрозе, тогда как покровительственная окраска и маскировка помогают беззащитным животным оставаться незаметными для врагов или добычи. 4. В чём заключается относительный характер адаптаций у организмов? Адаптации эффективны только в определенных условиях среды и могут стать бесполезными или вредными при их изменении (например, белая зимняя окраска зайца опасна при отсутствии снега). 5. Почему число потомков у видов животных, заботящихся о своём потомстве, меньше, чем у видов, у которых этот инстинкт отсутствует? Виды с заботой о потомстве вкладывают больше ресурсов в выживание каждого детёныша, что снижает общее число потомков, тогда как виды без заботы компенсируют высокую смертность большим количеством потомства. 1. Дайте определение понятия адаптация. Адаптация — это комплекс морфологических, физиологических, биохимических и поведенческих особенностей организма, формирующийся в процессе эволюции и обеспечивающий его выживание и репродуктивный успех в конкретных условиях окружающей среды. 2. Перечислите и охарактеризуйте основные группы адаптаций. Морфологические адаптации. К этой группе относят адаптации, связанные с изменением строения и окраски тела. Физиологические адаптации связаны с перестройкой обмена веществ, которая обеспечивает организмам оптимальную приспособленность к условиям обитания. Биохимические адаптации. Данные адаптации обеспечивают оптимальное течение биохимических реакций в клетке – например связывание газов дыхательными пигментами (в частности, кислорода молекулами гемоглобина), синтез нужных веществ в определённых условиях и т. п. К этой же группе относят реакции образования в организме определённых веществ, облегчающих защиту от врагов или нападение на других животных, таких, например, как яды змей, скорпионов, пауков, антибиотики грибов и бактерий, пахучие вещества клопов и некоторых других насекомых и т. п. Поведенческие адаптации. Особый тип поведения в тех или иных условиях имеет очень большое значение для выживания вида в борьбе за существование. Оборонительное, исследовательское и подражательное поведение, рефлексы, связанные с поиском пищи и воды, — все эти врождённые поведенческие программы обеспечивают видам приспособленность к определённым условиям. 3. Соберите информацию о животных с предостерегающей окраской, обитающих в вашем регионе. Сделайте информационный стенд об этих животных. Медоносные пчёлы с их классическим чёрно-жёлтым полосатым узором демонстрируют один из самых узнаваемых примеров апосематизма. Этот "предупредительный дизайн" тесно связан с наличием жала — болезненного и для некоторых хищников опасного оружия защиты. Подобную стратегию используют шершни, чьи крупные размеры и контрастные чёрно-жёлтые полосы служат безошибочным сигналом для всех, кто имел несчастье столкнуться с их ядовитыми укусами. 1. Какими особенностями строения и развития обладают раннецветущие растения? Раннецветущие растения обладают ускоренным циклом развития, позволяющим им цвести и плодоносить до наступления засухи или затенения листвой других растений; они часто имеют подземные запасающие органы (луковицы, корневища), обеспечивающие быстрый старт вегетации, а их цветки приспособлены к опылению ранними насекомыми — например, пролески и ветреницы имеют яркие венчики и производят нектар при низких температурах. 2. Какими приспособлениями к водной среде обитания обладают донные животные и обитатели толщи воды? Выделите черты их сходства и различия. Донные животные (например, скаты, камбалы) имеют уплощенное тело для маскировки на грунте и часто — покровительственную окраску, тогда как обитатели толщи воды (как акулы, дельфины) обладают обтекаемой формой тела для быстрого плавания. Общие черты включают жабры для дыхания и плавники для движения, но донные виды дополнительно приспособлены к малоподвижному образу жизни (ротовой аппарат для сбора пищи со дна), а пелагические — к активному поиску добычи (развитая мускулатура, органы чувств для ориентации в толще воды). Вся организация вида живых организмов (внешнее, внутреннее строение, жизнедеятельность, поведение) является приспособительной к тем конкретным условиям, в которых организм обитает. Действительно, все аспекты строения и функционирования организмов формируются под влиянием условий их среды обитания в процессе эволюции — морфологические особенности (как перепонки у водоплавающих), физиологические процессы (например, терморегуляция у животных), биохимические механизмы (как синтез антифризных белков у арктических рыб) и поведенческие стратегии (включая миграции или спячку) представляют собой комплекс взаимосвязанных адаптаций, которые обеспечивают выживание и репродуктивный успех в конкретной экологической нише, что подтверждается примерами из параграфа — от покровительственной окраски до специализированных форм поведения. Заполните таблицу «Адаптация». Лабораторная работа. Описание приспособленности организма и её относительного характера Цель: Описать приспособленность организма и её относительный характер. Закрепить умение работать с натуральными объектами. Оборудование: Объекты исследования (комнатные растения, аквариумные рыбки, гербарии, коллекции или чучела животных), информационные карточки. Ход работы 1. Рассмотрите исследуемый объект, прочитайте информационную карточку. Определите среду обитания объекта. • Кактус — аридные (засушливые) регионы, пустыни • Камбала — морское дно • Белая сова — арктическая тундра • Верблюд — пустыни и полупустыни 2. Определите характер морфологической адаптации исследуемого объекта, связанной с условиями обитания объекта. • Кактус имеет толстый стебель для запаса воды, редуцированные листья (колючки) для уменьшения испарения, восковой налет на поверхности • Плоское тело камбалы подходит для маскировки на грунте, камбала имеет способность менять окраску под цвет дна, глаза на одной стороне тела • Белое оперение белой совы нужно для маскировки на снегу, сова имеет густое оперение лап, острое зрение для охоты в полярную ночь • Верблюд имеет горбы с жировыми запасами, способность долго обходиться без воды, ресницы и ноздри, защищающие от песка 3. Результаты оформите в виде таблицы. 4. Определите, как особенности строения исследуемого объекта могут повлиять на его существование в других условиях. • Кактус в условиях повышенной влажности может загнивать из-за избытка воды • Камбала, оказавшись в толще воды, становится более уязвимой для хищников из-за потери маскировочных преимуществ • Белая сова в бесснежных регионах становится заметной для добычи и хищников • Верблюд в холодном климате теряет преимущества своих адаптаций к жаре и может страдать от переохлаждения 5. Сделайте вывод. Все рассмотренные организмы демонстрируют высокую степень приспособленности к конкретным условиям обитания, что подтверждается их морфологическими особенностями. Однако эти адаптации носят относительный характер — при изменении условий среды они могут терять свою эффективность или даже становиться вредными, что иллюстрирует зависимость организмов от стабильности их экологической ниши.
