Приспособительные формы организмов экология 10 класс конспект урока

Обновлено: 05.07.2024

Оборудование: компьютерная презентация, карточки с тестовыми заданиями.

Тип урока: комбинированный.

Методы: объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, практический.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

Какие пути приспособления организмов к среде обитания вы знаете?
Что такое анабиоз и криптобиоз? Чем эти состояния отличаются друг от друга?
Как организмы могут сопротивляться влиянию среды?
Каким образом организмы могут избегать неблагоприятных условий среды?
Что такое конвергенция? Приведите примеры проявления конвергенции.

III. Изучение новой темы

Рассказ учителя с элементами беседы с использованием компьютерной презентации (Приложение 1).

Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ритмика внешней среды создает периодичность, то есть повторяемость условий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные. Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

Биологические ритмы – периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов.

Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.

Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи.

Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси.

Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении.
У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела.
У человека обнаружено около 100 периодически повторяющихся процессов. Например, в течение суток максимальная масса тела отмечается в 18–19 часов, температура тела – в 16 – 18 часов, частота дыхания – в 13 – 16 часов, частота сердечных сокращений – в 15 – 16 часов, даже кожа более чувствительна к косметическим процедурам в светлое время суток.

Вопрос: Как вы думаете, у всех ли организмов проявляются суточные ритмы?

Примерный ответ: Суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер и глубоких вод, где нет смены дня и ночи, живут по другим ритмам.
Среди наземных позвоночных и беспозвоночных суточная периодичность также выявляется не у всех. Например, землеройки сменяют активность и отдых каждые
15–20 минут, невзирая на день и ночь. У этих животных обмен веществ протекает очень быстро, поэтому они вынуждены питаться круглосуточно.

Периодичность передается по наследству. Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, подводного плавания, космических полетов другие представляют серьезную медицинскую проблему.

Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий.

Причина: движение Земли вокруг Солнца.

При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года: зимы, весны, лета и осени.
В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс – размножение и выращивание молодняка – приходится на самый благоприятный период. На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян (вегетационный период).
Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, то есть проявляется как внутренний годовой ритм.
Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна.
Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через целый ряд поколений.
Задолго до наступления неблагоприятных периодов у организмов начинается длительный процесс подготовки. У организмов много приспособлений к сезонному ритму внешних условий. Задолго до наступления зимы у растений опадают листья, созревают плоды и семена. Одни животные становятся малоподвижными и впадают в оцепенение, другие готовятся к активной жизни в суровые холода, третьи уходят от неблагоприятных условий.
Резкие кратковременные изменения погоды (заморозки летом или зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных.
Таким образом, главным фактором, на который реагируют организмы в годовых циклах, является не случайное изменение погоды, а изменение долготы дня. Это единственный астрономический сигнал наступления нового сезона.

Фотопериод – соотношение светлого и темного времени суток.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года. Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, а если удлиняется – к активному росту и размножению.

Фотопериодизм – способность организмов реагировать на изменение длины светового дня.

Длина дня оказывает влияние на скорость и интенсивность процессов жизнедеятельности. Например, хризантема зацветает лишь осенью, когда длина дня уменьшается от 12 до 6 часов. У бабочек при уменьшении длины дня замедляется развитие яиц и личинок.
У людей помимо гормональных были обнаружены изменения в обмене веществ, температурной регуляции, кровообращении, кроветворении.
Внешними воздействующими факторами являются для человека продолжительность и интенсивность освещения, фотохимические раздражители изменяющегося ультрафиолетового излучения и температурные колебания.
Так, например, весной люди наиболее восприимчивы к заболеваниям, возникают душевные кризисы, которые выражаются в учащении самоубийств, преступлений и душевных расстройств. Статистика показывает, что весной возникает стремление к более активной физической деятельности (психосоматический рост), в то время как способность к обучению, внимательность и тщательность ухудшаются.
Кризис возникает и осенью, правда, менее выраженный: человек становится более уравновешенным, ограничивается своим домашним "гнездышком", в большой степени становится, склонен к духовной, нежели к физической активности.
Ученые считают, что растения определяют изменение длины светового дня при помощи листьев, а животные и человек – при помощи особого отдела головного мозга.
Человек может использовать знания о биологических ритмах в практической деятельности. Например, при выращивании овощей и фруктов, для повышения яйценоскости кур, благодаря искусственному увеличению длины дня, можно достичь больших результатов.

Приливно-отливные ритмы – ритмы, которые характерны для обитателей прибрежной зоны морей и океанов.

Это самая сложная ритмика в жизни живых организмов. Так у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа (это ровно половина лунного периода). Следовательно, точное время приливов постоянно сдвигается.
Жизнь в приливно-отливной зоне представлена большим многообразием видов. На время отливов моллюски плотно сжимают раковины, рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли. Сложность, в данном случае, заключается еще и в том, что на жизнь этих организмов влияет также и суточная периодичность. Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем во время ночных приливов.
Рыба грунион, обитающая у калифорнийского побережья, откладывает свою икру на песчаном пляже во время новолунных или полнолунных приливов, которая развивается там в течение 14 дней до следующего прилива и затем снова попадает в воду.

Таким образом, биологические ритмы приспосабливают организмы к циклическим изменениям во внешней среде.
За точность работы биологические ритмы называют биологическими часами.

Биологические часы – способность живых организмов ориентироваться во времени.

Хронобиология – наука, изучающая вопросы, связанные с регуляцией ритмов человека внешними условиями.

Нарушение установившихся ритмов может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятные воздействия на человека. При передвижении в другие часовые пояса, нарушаются регуляции процессов жизнедеятельности, и необходимо от 2 дней до 2 недель, чтобы произошла синхронизация внутренних часов организма с местным временем. А кто из вас ощущает на себе переход на летнее и зимнее время, когда осенью и весной мы переводим часы?
Это еще раз подтверждает существование биологических ритмов у человека.

IV. Закрепление

Перелеты птиц с мест гнездования в южные районы;
Спячка бурых медведей;
Утреннее раскрывание цветков;
Линька соболя;
Открывание и запирание раковин устриц, обитающих в прибрежной зоне;
Весеннее пробуждение растений:
Сон и бодрствование у человека;
Наибольшая восприимчивость кожи к косметическому уходу;
Авитаминозы у человека;
Осенний листопад;
Ночная активность ежей;
Постройка гнезда птицами;
Зарывание рачков прибрежной зоны в мокрый песок;
Ритм дыхания у человека;
Набухание почек у растений;
Появление первоцветов;
Образование плодов и семян у растений;
Оцепенение мух;
Активизация сокодвижения у березы в апреле;
Смена поколений у насекомых (яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое)

V. Итоги урока (подводят учащиеся).

VI. Домашнее задание: п. 7, задание № 3 с. 58 (письменно), проработать темы для дискуссий (с. 58).

2 Среди приспособлений животных и растений к среде важную роль играют морфологические адаптации, то есть такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. Адаптивная радиация высших зверей: хтонобионты: лось, тушканчик,лисица, заяц; эдафобионты:крот,слепыш; гидробионты: дельфин, тюлень; дендробионты: белкка, приматы; авиабионты: летучая мышь. С

3 Адаптивная радиация птиц:авиабионты: сокол, стриж; дендробионты: иволга,дятел; хтонобионты: киви, страус; гидробионты: пингвин.

4 Адаптивная радиация костных морских рыб:

5 Адаптивная радиация земноводных и пресмыкающихся

7 Адаптивная радиация насекомых

8 Ч.Дарвин обратил внимание на то, что результатом естественного отбора может быть не только нарастание различий между близкими видами, но и выработка у неродственных форм внешнего сходства, если эти виды ведут сходный образ жизни в близких условиях среды. Этот процесс получил название КОНВЕРГЕНЦИИ. Сходство в строении тела у пингвина и тюленя.

9 Конвергенция признаков у разных форм в наибольшей мере затрагивает те органы, которые находятся в непосредственном соприкосновении с внешней средой. Внутренние черты строения организмов, их общий план строения остаются при этом неизменными, отражая родство и происхождение видов. 1-Дивергенция передних конечностей позвоночных; 2-Аналогичные органы: жабры рыбы и речного рака, роющие конечности крота и медведки

10 Например, копательные конечности медведки и крота, крыло бабочки и крыло летучей мыши, сходство в строении глаза млекопитающих и головоногих моллюсков. Они имеют общие черты в строении и функционировании, но формируются в ходе эмбрионального развития из совершенно разных клеточных элементов, то есть это органы негомологичные – аналогичные. Возникли они в результате конвергенции.

11 У растений также возникают сходные приспособительные формы. Форма растения определяет особенности его отношений с внешней средой, например, способ перенесения холода, засухи и др. Церохламис пахифилла

12 Неопортерия нигрихоррида Нотокактус мегапотамикус

13 Приспособленность плодов и семян к распространению ветром

15 Растения – хищники Росянка Непентес

19 Повилика вредна не только тем, что душит полезные растения и отбирает у них питательные соки. Она еще и переносит заразные болезни с одного растения на другое. Омела – полупаразит.

20 Морфологический тип приспособления животного или растения к основным факторам местообитания и определенному образу жизни называют жизненной формой организма. Сходные жизненные формы встречаются в сходных условиях жизни в разных зоогеографических областях и на разных материках (например, тушканчики Евразии, кенгуровые крысы Австралии, прыгунчики Африки). Жизненная форма наглядно свидетельствует об образе жизни вида.

21 Правило Аллена: выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, поэтому они отдают в окружающую среду меньше тепла. Правило Бергмана: у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, размеры тела особей в среднем больше в популяциях, живущих в более холодных частях ареала.

23 Оба правила объясняются общей закономерностью : чем больше значение отношения поверхности тела к его объему, тем больше теплоотдача, так как теплообмен осуществляется именно через поверхность тела. При увеличении выступающих участков поверхность тела растет значительно, а объем меняется мало. При общем увеличении размеров тела площадь его поверхности увеличивается медленнее (в квадрате), чем объем (в кубе).

24 Ответьте на вопросы 1 -6, с учебника. Обсудите темы для дискуссий: 1- 5, с. 53 учебника

Сформировать знания об различных адаптациях как результате эволюционного процесса.

Способствовать развитию общеучебных умений и навыков.

Способствовать формированию научного мировоззрения, коммуникативных навыков, бережного отношения к природе.

Учащиеся должны усвоить понятия "адаптация, относительность адаптаций", знать механизм выработки адаптаций, иметь представление о предостерегающей, покровительственной окраске, мимикрии, морфологических, физиологических и поведенческих адаптациях живых организмов.

Учащиеся должны уметь самостоятельно прорабатывать учебный материал, использовать дополнительную информацию из разных источников, определять адаптивные признаки на природных объектах, рисунках, давать аргументированный ответ.

Оборудование:

гербарии растений (брусника, вереск, можжевельник),

чучела (сова, лемминг) и рисунки животных,

информационные листы (Приложение 2),

таблица "Приспособленность и её относительность",

презентация "Приспособленность организмов и её относительность" (Приложение 3),

двухсторонний рабочий лист (Приложение 1),

Учены –эволюционист, совершивший путешествие на корабле Бигль

Увеличение числа особей, систематическое разнообразие, расширение ареала.

Территория, занимаемая видом.

Стойкие изменения генетического материала особи.

Свойство организма, отличаться от своих предков.

Эти темы входят в раздел ЭВОЛЮЦИЯ, и сегодня в ходе очередного урока по эволюции мы должны ответить на следующие вопросы:

Почему зебра полосатая?

Почему у жирафа длинная шея?

Для чего рыбе плавники?

Ответы учащихся. С каким общим словом ассоциируются эти предложения?

ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ = АДАПТАЦИЯ

В природе существует несоответствие между способностью организмов к неограниченному размножению и ограниченностью ресурсов. Это является причиной:? борьбы за существование, в результате которой выживают особи наиболее приспособленные к условиям окружающей среды. (можно поместить схему на доску или на слайд)

Итак, одним из результатов естественного отбора можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций - приспособлений к среде обитания, т.е. приспособленность - результат действия естественного отбора в данных условиях существования.

Сегодня мы, познакомимся с разнообразием и относительностью приспособлений организмов к условиям среды, постараемся узнать механизм появления адаптаций.

Свойство живых организмов приобретать такие особенности в строении, поведении и физиологии, которые повышают выживаемость в конкретных условиях окружающей среды.

ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ = АДАПТАЦИЯ

Распределение учащихся по группам

1 группа: Покровительственная окраска. По тексту учебника составить кластер

2 группа: Опыление растений По тексту учебника составить кластер

3 группа: Забота о потомстве

4 группа: Физиологическая приспособленность

Задание: Изучить и составить кластер

Многообразие адаптаций.

3. Предостерегающая окраска.

4. Покровительственная окраска.

6. Физиологические адаптации.

7. Биохимические адаптации.

Приспособленность к размножению

Способность организмов оставлять многочисленное потомство следует рассматривать и как важное приспособление к сохранению вида. Доказательством служит тот факт, что наиболее многочисленное потомство производится теми видами, у которых оно подвергается массовому уничтожению, например у червей-паразитов, у многих видов рыб. Высокой плодовитостью отличаются мелкие слабосильные животные — виды мышевидных грызунов, а также многие насекомые. У видов с развитым инстинктом охраны потомства оно немногочисленное. Самка различных видов колюшки откладывает всего 120—150 икринок в гнездо, построенное самцом, который охраняет оплодотворенную икру и мальков.

Многие сорные растения производят неизмеримо большее количество семян, чем культурные, — это приспособительный признак.

? Подумайте и попытайтесь сформулировать в чем заключается сущность приспособленности к условиям среды обитания? (слайд)

Приспособленность организмов или адаптации (от латинского adaptatio - приспособление) - совокупность тех особенностей их строения, физиологических процессов и поведения, которые обеспечивают для данного вида возможность специфического образа жизни в определенных условиях окружающей среды.

3.2. Многообразие адаптаций.

На сегодняшний день вопрос о классификации адаптаций - один из нерешенных в эволюционном учении. Существуют следующие классификации адаптаций:

1) пассивные активные, адаптации

2) морфологические, физиологические, поведенческие (этологические) адаптации,

3) сложные, простые адаптации,

4) устойчивые и неустойчивые и т.д.

Невозможно дать полное их описание. Мы попробуем выявить только некоторые типы защитных приспособлений у животных и растений. Особое внимание уделим организмам обитающим на нашем Кольском полуострове.

- Каким образом выжить?

3.3. Многообразие адаптаций.

Задание. Давайте вместе попробуем соотнести признаки и дать название первому типу адаптаций. Посмотрите таблицу в ваших рабочих листах " Приспособленность организмов" (см.ПРИЛОЖЕНИЕ 1)

забота о потомстве улучшает выживание молодых животных, повышает устойчивость их популяций

образование отдельных пар в брачный период, а зимой объединение в стаи. Что облегчает пропитание и защиту (волки, многие птицы)

запас корма на зиму. бобер, белка, сова

сезонные миграции. северный олень, перелетные птицы

птичьи базары. кайра, тупик, чайка-маевка

отпугивающее поведение (жук-бомбардир, скунс)

замирание, имитация ранения или смерти (опоссумы, земноводные, птицы)

предусмотрительное поведение: спячка, запасание корма

ответ - это 1. Поведенческие адаптации (изменения поведения в тех или иных условиях).

Задание 1. Заполните таблицы "Приспособленность организмов", используя информационныелисты. (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

1 ГРУППА работает с листами по адаптациям 2-3

2 ГРУППА работает с листами по адаптациям 4-5

3 ГРУППА работает с листами по адаптациям 6-7

Учащиеся 1 группы

2. Морфологические адаптации (изменения формы тела, окраски, размеров).

у северных животных увеличены размеры печени и сердца нерпа, морской заяц

зимой у птиц - оперение на цевке ног. куропатка

обтекаемая форма тела у рыб и птиц (кайра, тупик, гагара)

копыта широкие, ложкообразные, могут раздвигаться; волос заполнен воздухом; рога имеются у самцов и самок. северный олень

совместное гнездование гусей и хищных птиц гусь-гуменник и канюк

перепонки между пальцами у водоплавающих животных

густой шерстный покров, оперение, белая окраска зимой у северных обитателей (песец, заяц, куропатка, горностай)

плоское тело у придонных рыб

стелящаяся и подушкообразная форма у растений в северных широтах и высокогорных районах

3. Маскировка: форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами

(Морской конек, палочники, гусеницы некоторых бабочек).

Учащиеся 2 группы

4. Покровительственная окраска:

Покровительственная окраска - такой вид окраски, при которой животные становятся незаметными на фоне окружающей среды. В природе распространены 3 вида покровительственной окраски.

Окраска, скрадывающая противотень. У некоторых животных происходит быстрое (в течение нескольких минут) приспособительное изменение окраски тела, что достигается перераспределением пигментов в хроматофорах покровов тела камбалы, хамелеона и ряда других животных.

Велика роль окраски в сезонно меняющихся условиях ( белая окраска животных зимой в средних и высоких широтах делает их незаметными на снегу, как это бывает у песца, зайца, горностая, белой куропатки ). окраска яиц кайра, тупик, люрик, чайка-маевка

Криптическая окраска - это окраска, характерная для организмов, обитающих в определенной природной зоне, например, в пустыне - это желтая окраска, в лесу - зеленая. травяная лягушка, кузнечик

Расчленяющая окраска создается чередованием на теле темных и светлых пятен. Например, зебры и тигры плохо видны на расстоянии 50-70 метров на открытой местности из-за совпадения полос на теле чередованием тени и света в окружающей местности.

5. Предостерегающая окраска:

Очень яркая, характерна для ядовитых и жалящих форм (осы, шмели, божья коровка, гремучие змеи). Часто сочетается с демонстративным отпугивающим поведением.

Учащиеся 3 группы

сходство в окраске, форме тела незащищенных организмов с защищенными (крапива двудомная и яснотка белая,

муха-журчалка и пчела, тропические ужи и ядовитые змеи; цветки львиного зева похожи на шмелей - насекомые пытаются завязать брачные отношения, что способствует опылению; яйца, откладываемые кукушкой). Подражатели никогда не превосходят численностью вид-оригинал. Иначе предупреждающая окраска потеряет смысл.

7. Физиологические адаптации:

приспособленность процессов жизнедеятельности к условиям обитания, направленная на сохранение постоянства внутренней среды организма - гомеостаза..

накопление жира пустынными животными перед наступлением засушливого сезона (верблюд)

способность морских зверей подолгу находиться под водой благодаря дыханию (легкие крупнее, в крови больше гемоглобина, запас кислорода в миоглобине) китообразные и ластоногие

смена пищи в зависимости от сезона (летом - листья, цветки, ягоды /вороника, брусника, голубика, арктоус/, зимой - веточный корм, хвоя сосны, хвоя ели, можжевельник, береза, почки и сережки ольхи) птицы отряда куриных: тетерев, рябчик, глухарь, куропатка

расположение вен вблизи артерий "чудесное сплетение"(обогрев венозной крови в лапах)волк

изменение обмена веществ (способность зимой обходиться без пищи до 40 дней, используя жировой слой) полярная сова

железы, избавляющие от избытка солей у рептилий и птиц, обитающих у моря

восковой налёт на листьях брусники, голубики.

для сохранения влаги листья багульника, вереска свёрнуты в трубочку.

состояние частичного или полного анабиоза

Спасибо за ответы. Сформулируйте вывод, к таблице ответив на вопрос

? Каково значение приспособлений?

Вывод: Разные виды адаптаций помогают организмам выживать и оставлять плодовитое потомство.

Итак, вы узнали о некоторых приспособлениях организмов к различным условиям обитания.

? От чего зависит формирование того или иного приспособления?

- от действия факторов окружающей среды.

? Каковы условия обитания на Крайнем Севере? Каковы условия нашего с вами обитания?

Наши растения могут жить в суровых условиях Севера, так как имеют следующие приспособления:

- смыкаются корневыми системами, расположенными в поверхностном слое почвы;

- стволы деревьев искривлены;

- растения низкорослые и мелколистные;

- стланниковые и подушкообразные формы;

- листья опушены, имеют восковой налёт, у некоторых свёрнуты в трубочку;

- зимуют на разных стадиях развития;

- широко распространено вегетативное размножение; преобладают многолетники.

Животные, населяющие Кольский полуостров, также хорошо адаптированы к условиям Севера.

Ограниченное, суровыми условиями, число видов живых организмов на Кольском полуострове обязывает нас бережно относиться к нашим "землякам". Создание заповедных территорий помогает сохранить хрупкие отношения природы и человека. Назовите Заповедники нашего края:

- Пасвик, Лапландский и Кандалакшский.

3.4 Механизм возникновения адаптаций.

Возникает вопрос, как образуются приспособления? Попробуем объяснить образование густой шерсти у песца с точки зрения К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ч.Дарвина.

(слайд: фотография песца и формулировка поставленного вопроса, видеофрагмент )

Задание 2. Какое объяснение более реально? Попробуйте описать механизм возникновения приспособлений.

(слайд)

3.4 Относительный характер приспособлений.

Задание 3. Просмотрите видеофрагмент и ответьте на вопрос

Почему не существует идеальных приспособлений?

Итак, Ч.Дарвин подчеркивал, что все приспособления, сколько бы совершенными они ни были, носят относительный характер. Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям среды.

Обратите внимание на слайд: заяц ( зимой и летом). Незаметный для хищников на снегу, хорошо заметен на фоне стволов деревьев. ( ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, но и летят на огонь, хотя и гибнут при этом; ядовитых змей поедают мангусты, ежи; если кактус обильно поливать - он погибнет. )

Вывод: Не существует идеальных приспособлений. Ч.Дарвин подчеркивал, что все приспособления, сколько бы совершенными они ни были, носят относительный характер. Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям среды. Пример: заяц (зимой и летом), незаметный для хищников на снегу, хорошо заметен на фоне стволов деревьев. Ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков и летят на огонь, хотя гибнут при этом; ядовитых змей поедают мангусты, ежи. Если кактус обильно поливать - он погибнет.

Тема: Основные среды жизни и адаптация к ним. Приспособленность организмов к среде обитания

Первой средой жизни на Земле стала вода. В последствии, в процессе исторического развития, организмы (растения, животные, грибы и др.) начали заселять наземно-воздушную среду. Поселенцы суши в ходе своей жизнедеятельности приняли участие в создании следующей жизненной среды - почвы. Ее, так же как и наземно-воздушную среду жизни, активно заселяли живые организмы. Параллельно, с формированием разнообразия организмов в водной, наземно-воздушной и почвенной средах, формировались паразитические и симбиотические виды организмов, средой жизни которым служили другие организмы - хозяева. В результате земной биотой (совокупность живых организмов; в отличие от биоценоза в состав биоты входят виды, которые могут не иметь экологических связей друг с другом) освоены четыре основные среды обитания - водная, наземно-воздушная, почвенная и сами живые организмы, заселяемые паразитами и симбионтами.

Организмы могут вести свое существование в одной или нескольких средах жизни. Например, человек, большинство птиц, млекопитающих, семенных растений, лишайников являются обитателями только наземно-воздушной среды; большинство рыб обитают только в водной среде; стрекозы одну фазу проводят в водной, а другую - в воздушной среде.

Водная среда жизни

Водная среда характеризуется большим своеобразием физико-химических свойств благоприятных для жизни организмов. Среди них: прозрачность, высокая теплопроводность, высокая плотность (примерно в 800 раз превышает плотность воздуха) и вязкость, расширение при замерзании, способность растворять многие минеральные и органические соединения, большая подвижность (текучестью), отсутствие резких колебаний температур (как суточной, так и сезонной), способность одинаково легко поддерживать значительно отличающиеся по массе организмы.

Неблагоприятными свойствами водной среды являются: сильные перепады давления, слабая аэрация (содержание кислорода в водной среде минимум в 20 раз ниже, чем в атмосфере), недостаток света (особенно мало его в глубине водоемов), недостаток нитратов и фосфатов (необходимы для синтеза живого вещества).

Различают пресную и морскую воды, которые отличаются как по составу, так и по количеству растворенных минеральных веществ. Морская вода богата натрием, магнием, хлорид- и сульфат-ионами, тогда как в пресной воде преобладают кальций и карбонат-ионы.

Организмы, обитающие в водной среды жизни, составляют одну биологическую группу - гидробионтов.

В водоемах обычно различают два экологически особых местообитания (биотопа): толща воды (пелагиаль) и дно (бенталь). Организмы, обитающие там, получили названия пелагос и бентос.

Среди пелагоса различают следующие формы организмов: планктон - пассивно плавающие мелкие представители (фитопланктон и зоопланктон); нектон - активно плавающие крупные формы (рыбы, черепахи, головоногие моллюски); нейстон - микроскопические и мелкие обитатели поверхностной пленки воды. В пресных водоемах (озера, пруды, реки, болота и т.д.) подобная экологическая зональность не очень четко выражена. Нижняя граница жизни в пелагиали определяется глубиной проникновения солнечных лучей, достаточных для фотосинтеза и редко достигает глубины более 2000 м.

В бентали также выделяют особые экологические зоны жизни: зона плавного понижения суши (до глубины 200-2200 м); зона крутого склона, океаническое ложе (со средней глубиной 2800-6000 м); впадины океанического ложа (до 10000 м); кромка берега, заливаемая приливами (литораль). Обитатели литорали живут в условиях обильного солнечного освещения при невысоком давлении, с частыми и значительными колебаниями температурного режима. Обитатели зоны океанического ложа напротив существуют в полной темноте, при постоянно низкой температуре, дефиците кислорода и при огромном давлении, достигающем почти тысячи атмосфер.

Наземно-воздушная среда жизни

Наземно-воздушная среда жизни является самой сложной по экологическим условиям и обладает большим разнообразием областей обитания. Это обусловило величайшее многообразие сухопутных организмов. Абсолютное большинство животных в этой среде передвигаются по твердой поверхности - почве, а растения укореняются и ней. Организмы этой среды жизни называют аэробионтами (террабионтами, от лат. terra - земля).

Характерной особенностью рассматриваемой среды является то, что живущие здесь организмы существенным образом влияют на среду жизни и во многом сами создают ее.

Благоприятным для организмов характеристиками данной среды являются - обилие воздуха с высоким содержанием кислорода и солнечного освещения. К неблагоприятным чертам можно отнести: резкие колебания температуры, влажности и освещения (в зависимости от сезона, времени суток и географического положения), постоянный дефицит влаги и наличие ее в виде пара или капель, снега или льда, ветер, смена времен года, особенности рельефа местности и др.

Для всех организмов наземно-воздушной среды жизни характерны системы экономного расходования воды, разнообразные механизмы терморегуляции, высокая эффективность окислительных процессов, особые органы усвоения атмосферного кислорода, сильные скелетные образования, позволяющие поддерживать тело в условиях низкой плотности среды, различные приспособления для защиты от резких колебаний температур.

Наземно-воздушная среда по своим физико-химическим характеристикам считается достаточно суровой по отношению ко всему живому. Но, несмотря на это жизнь на суше достигла очень высокого уровня, как по общей массе органического вещества, так и по разнообразию форм живой материи.

Почвенная среда занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средами. Температурный режим, пониженное содержание кислорода, насыщенность влагой, присутствие значительного количества солей и органических веществ сближают почву с водной средой. А резкие изменения температурного режима, иссушение, насыщение воздухом, в том числе кислородом, сближают почву с наземно-воздушной средой жизни.

Почва - это рыхлый поверхностный слой суши, который представляет собой смесь минеральных веществ, полученных при распаде горных пород под воздействием физических и химических агентов, и особых органических веществ, возникших в результате разложения растительных и животных остатков биологическими агентами. В поверхностных слоях почвы, куда поступает самое свежее мертвое органическое вещество, обитает множество организмов-разрушителей - бактерий, грибов, червей, мельчайших членистоногих и др. Их активность обеспечивает развитие почвы сверху, тогда как физическое и химическое разрушение коренной породы способствует образованию почвы снизу.

Как среду жизни почву отличает ряд особенностей: большая плотность, отсутствие света, пониженная амплитуда колебаний температур, недостаточность кислорода, сравнительно высокое содержание углекислого газа. Кроме того, почва характеризуется рыхлой (пористой) структурой субстрата. Имеющиеся полости заполнены смесью газов и водными растворами, что определяет чрезвычайно большое разнообразие условий для жизни множества организмов. В среднем на 1м2 почвенного слоя приходится более 100 млрд. клеток простейших, миллионы коловраток и тихоходок, десятки миллионов нематод, сотни тысяч членистоногих, десятки и сотни дождевых червей, моллюсков и прочих беспозвоночных, сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов (актиномицетов), водорослей и других микроорганизмов. Все население почвы – эдафобионты (эдафобиус, от греч. edaphos – почва, bios - жизнь) взаимодействует между собой, образуя своеобразный биоценотический комплекс, активно участвующий в создании самой почвенной среды жизни и обеспечивающий ее плодородие. Виды, населяющие почвенную среду жизни, называют также педобионтами (от греч. paidos - дитя, т.е. в своем развитии проходящие стадию личинок).

У представителей эдафобиуса в процессе эволюции выработались своеобразные анатомо-морфологические особенности. Например, у животных - вальковатая форма тела, малые размеры, сравнительно прочные покровы, кожное дыхание, редукция глаз, бесцветность покровов, сапрофагия (способность питаться остатками других организмов). Кроме того, наряду с аэробностью широко представлена анаэробность (способность существовать при отсутствии свободного кислорода).

Организм как среда жизни

Появление данной среды жизни на Земле происходило почти одновременно с возникновением организмов. Фактически нет ни одного вида, не имеющего паразитов или симбионтов.

Как среда жизни организм для его обитателей характеризуется такими положительными особенностями как: легкоусвояемая пища; постоянство температурного, солевого и осмотического режимов; отсутствие угрозы высыхания; защищенность от врагов. Проблемы для обитателей организмов создают такие факторы как: нехватка кислорода и света; ограниченность жизненного пространства; необходимость преодоления защитных реакций хозяина; распространение от одной особи хозяев к другим особям. Кроме того, данная среда всегда ограничена во времени жизнью хозяина.

Эндобионты приспосабливаются к жизни в определенных органах и тканях хозяина, к определенному его возрасту (стадии развития) и физическому состоянию. В процессе эволюции у них выработались особые свойства. Например, для внутренних паразитов характерно упрощение тела (по сравнению со свободноживущими его предками и родственниками), редукция органов чувств, кишечника. Вместе с тем появились органы прикрепления, выработались система защиты от иммунитета хозяина и органы размножения, обеспечивающие высокую плодовитость. Эндобионтам свойственны достаточно сложные циклы развития со сменой одного или нескольких промежуточных хозяев. Высокая плодовитость и сложные жизненные циклы развития позволяют эндобионтам выживать в борьбе за существование.

Таким образом, одна и та же среда может быть очень разнообразной. В жизненных средах имеются различные местообитания (биотопы). Своеобразие условий той или иной среды жизни обусловило многообразие живых организмов. При этом все среды жизни и сами постоянно претерпевают существенные изменения от жизнедеятельности организмов.

Живут организмы в определенных местах, и каждый из них обязательно приспособлен к своей среде обитания. Из-за того, что всем здесь живущим приходится приспосабливаться к одним и тем же воздействиям извне, организмы из одной среды становятся похожими между собой. Зная это экологическое правило можно уже по внешности предположить, вместе обитают эти существа или нет, а также в какой среде живет данный организм. На планете имеются 4 среды обитания: водная, подземная, воздушная и внутриорганизменная. Любой организм может служить средой обитания многим паразитическим и мутуалистическим организмам, но эта среда обитания вряд ли годится для подробного изучения в детском саду и начальной школе. Разве, что в беседах с ребенком можно объяснять ему причины заболеваний и некоторые особенности и адаптации при жизни внутри организма. Что касается остальных сред обитания то совершенно необходимо дать представления о тех простых правилах, которые выполняются при жизни в конкретной среде. Начнем с колыбели жизни на планете – водной среды.

У жителя водной среды должны быть определенные приспособления, многие из них можно обнаружить уже в его внешности. Для плаванья нужны соответствующая форма тела, покрытие его облегчающее движение в воде. Аппарат передвижения включает особые конечности, специальные выросты или иной вариант двигателя.

Приспособления к водной среде

Форма тела должна быть всегда обтекаемой при самых разных ее вариантах:

Читайте также: