Приспособленность организмов как результат эволюции кратко

Обновлено: 05.07.2024

1. Приспособленность, или адаптация – взаимодействие движущих эволюционных сил, таких как наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. Всякое приспособление есть результат долгого отбора случайных, полезных данному виду мутаций, которые проявляются в фенотипе.

2. Второй результат эволюции – величайшее разнообразие органического мира. Да, древние ученые и путешественники верили в то, что за горами живут люди с песьими головами, но, честно говоря, природа создала гораздо более интересные варианты жизни: от бактерий, живущих в горячих источниках, до великанов синих китов, достигающих 30 метров в длину.

Примеры приспособленности организмов

1. Покровительственная окраска – обеспечивает защиту от врагов. Организмы сливаются с фоном и становятся незаметными: пауки, живущие в траве, окрашены в зеленый цвет, а зайца-беляка невозможно заметить на заснеженном поле.

2. Маскировка – форма тела и окраска похожа на окружающие предметы. Например, богомол ловко притворяется сухой палочкой, листотелов не отличишь от зеленых листьев растений и т. д.

3. Мимикрия – подражание формой и окраской незащищенных, уязвимых видов тем, которые намного лучше защищены от нападения. Мухи-журчалки похожи на ос, ужи на гадюк и т. д.

Относительность приспособленности

1. Виды живых организмов отлично приспособлены к условиям, в которых живут, будь то раскаленная пустыня или арктические воды. Но любые приспособления имеют смысл лишь в обстановке, обычной для вида.

2. Если условия жизни меняются, они могут стать бессмысленными, бесполезными, а иногда и вредными. К примеру, лапа гуся снабжена перепонками между пальцами, и это помогает ему плавать. Но вид горных гусей мало времени проводит в воде, больше находится на суше, быстро бегает. Перепонки только мешают птице в ее новой жизни.

Всякая функция и структура – это приспособление к определенным условиям обитания. Эволюционные изменения (такие как формирование или редукция органов, усложнение организации, возникновение новых популяций и видов) обусловлены развитием адаптаций. Выходит, что результатом естественного отбора является приобретение новых адаптаций и совершенствование уже имеющихся.

Каков же механизм формирования и совершенствования адаптаций? Его суть в накоплении отбором в основном мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и т. п.

Возникновение новых видов – это результат микроэволюции. Но в природе миллионы лет идет макроэволюция – формирование надвидовых систематических групп. Об этом мы поговорим в отдельной теме.

Биологами, палеонтологами и представителями других отраслей естествознания получены многочисленные свидетельства, иллюстрирующие и доказывающие эволюционную теорию Дарвина. Наиболее показательны палеонтологические, сравнительно-анатомические, сравнительно-эмбриологические и биогеографические доказательства эволюции.

Доказательства эволюции живой природы

Эволюционная теория со времени Ч. Дарвина обогатилась данными палеонтологии, анатомии, биогеографии и других наук.

Палеонтологические доказательства

Псилофиты

Псилофиты — переходная форма между водорослями и наземными растениями

Признаки наземных растений

Тело — слоевище, не дифференцированное на органы;
Ткани отсутствуют.

Стебель с чешуйками;
Устьица в кожице стебля и листьев;
Корневище с ризоидами;
Есть покровные, механические и проводящие ткани.

Рис. 1 Кистеперая рыба латимерия

Археоптерикс

Археоптерикс — промежуточная форма между пресмыкающимися и птицами

Длинный хвост с позвонками;
Пальцы с когтями;
Наличие зубов;
Отсутствие киля;
Брюшные ребра.

Внешнее сходство;
Наличие крыльев;
Оперение;
Сходство задних конечностей с цевкой.

Рис. 2 Археоптерикс

Зверозубый ящер

Зверозубый ящер — переходная форма между пресмыкающимися и млекопитающими

Внешний облик;
Расположение конечностей по бокам туловища, а не под ним.

Строение черепа, позвоночника и конечностей;
Деление зубного ряда на клыки, резцы и коренные зубы.

Значительным доказательством эволюции считается то, что в более ранних слоях встречаются просто устроенные организмы, по сравнению с находками в более поздних субстратах. Останки видов, обитавших в одни геологические эпохи, позже исчезают и больше не появляются. Это означает, что виды возникают в ходе эволюции и вымирают в последующие эры и периоды.

Сравнительно-анатомические доказательства

Находки ископаемых останков организмов часто имеют общее происхождение и сходство с современными. Изучение строение ныне существующих и исчезнувших позвоночных животных выявило общие черты строения:

Двусторонняя симметрия.
Твердый скелет.
Полости тела.
Сходное строение нервной системы.

Сравнение ископаемых останков предков лошади с анатомическим строением современных животных позволило основателю эволюционной палеонтологии В. О. Ковалевскому доказать поступательный характер эволюционного процесса. Ученый создал филогенетический ряд, показывающий эволюцию предков лошади (рис. 3).

Рис. 3. Филогенетический ряд, предложенный В. О. Ковалевским

К сравнительно-анатомическим доказательствам относят строение цветка покрытосеменных растений. Изучение этого органа у представителей разных семейств, родов и видов дает убедительные свидетельства сходства. История развития и действие факторов среды накладывают отпечаток на строение органа. Однако у покрытосеменных, при удивительном разнообразии формы и окраски, цветки имеют чашечку, лепестки венчика, пестики и тычинки.

Конечности у наземных позвоночных животных имеет общий план строения, хотя могут быть не похожи. Изучение анатомического строения доказывает, что это разные варианты пятипалой конечности (рис. 4).

Рис. 4. Гомологичное строение конечностей

Гомологичные органы имеют не только сходное строение. Они развиваются из одних и тех же зародышевых листков в процессе индивидуального развития. Такие органы могут выполнять неодинаковые функции, что обусловлено приспособлением к определенным условиям среды обитания. Ласты тюленя гомологичны крыльям птиц, конечностям крота и человека.

Если орган длительное время не функционирует, то в процессе эволюции превращается в рудимент — недоразвитое образование. Таковыми являются малая берцовая кость у птиц, глаза у кротов, червеобразный отросток толстой кишки (аппендикс), копчик у человека.

Признаки, имевшиеся у далеких предков, и отсутствующие у потомков, могут проявиться у отдельных особей. Это атавизмы — трехпалое строение конечности у современной лошади, дополнительные молочные железы, хвост и сплошной волосяной покров на теле человека.

Аналогичные органы — крылья у насекомых и птиц, членистые конечности у членистоногих и сухопутных позвоночных. Это примеры того, что в похожих условиях разные группы организмов приобретают сходные признаки (рис. 5).

Рис. 5. Аналогичные органы — крылья — у птицы и млекопитающего (летучей мыши)

Биогеографические доказательства

Конкретные примеры показывают, что географические факторы накладывают отпечаток на облик и распространение организмов. Сходные виды обитают на разных материках, в регионах с похожим климатом, рельефом, почвами. Конкретный пример — верблюды в северной Африке и ламы в Северной Америке.

Сравнительно-эмбриологические доказательства

Единство строения эмбрионов у разных групп позвоночных исследовал К. Бэр. Ученый назвал выявленную закономерность зародышевым сходством. Позднее, Э. Геккель предложил объяснение, в виде биогенетического закона, согласно которому, онтогенез кратко повторяет филогенез (историческое развитие групп).

На ранних стадиях индивидуального развития происходит повторение в сжатом виде эволюционных этапов, пройденных той группой, к которой принадлежит организм. Эмбрион позвоночных приобретает черты строения рыб, затем амфибий, рептилий и птиц. Только в конце развития, у зародыша появляются признаки своей группы организмов (рис. 6).

Рис. 6. Сравнение стадий эмбрионального развития представителей разных классов позвоночных

Русский ученый А. Н. Северцов ограничил область применения биогенетического закона. Ученый обратил внимание на то, что в онтогенезе происходит повторение анатомических особенностей только зародышевых стадий предков вида.

Сравнительно-биохимические доказательства

Все живые организмы содержат одни и те же группы органических веществ. Биохимическое сходство проявляется на разных уровнях организации клеток, тканей, органов. Гемоглобин, РНК имеют практически одинаковое строение и назначение у представителей многих видов. Наибольшее сходство обнаруживается у родственных групп организмов.

Теория эволюции получила множество доказательств, свидетельствующих о ее достоверности. Новые находки и исследования помогают уточнить, дополнить и развить уже существующие положения.

Результаты эволюции: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов

Виды живых организмов характеризуются общими признаками и удивительным разнообразием внешнего и внутреннего строения, процессов жизнедеятельности, поведения. Все черты появились в процессе эволюции, подверглись действию естественного отбора. В конечном итоге разные изменения обеспечили лучшее приспособление организмов к среде обитания.

Различают физиологические приспособления и особенности размножения, обусловленные адаптацией. Есть разнообразные морфологические черты приспособленности к условиям обитания и особенности поведения, облегчающие выживание.

покровительственная окраска;
предостерегающая окраска;
мимикрия (рис. 7);
маскировка.

Рис. 7. Мимикрия и покровительственная окраска у насекомых

Мимикрия — способность организмов принимать форму, подражать окраске и особенностям поведения других организмов и неживых тел. Например, беззащитные животные подражают хищным. Такие особенности дают преимущества в борьбе за выживание.

Покровительственная окраска позволяет слиться с окружающей средой. Хищникам такая особенность нужна для более успешной охоты, жертвам — для того, чтобы не быть съеденными.

Предостерегающая окраска характерна для ядовитых организмов. Яркие цвета и оттенки предупреждают потенциальных хищников о несъедобности жертвы. Перечисленные приспособления закреплены естественным отбором, как обеспечивающие выживание вида в борьбе за существование.

Колючки, шипы, жгучие волоски, гликозиды в тканях — приспособления растений, защищающие их от поедания животными. Эпифитные растения могут обойтись без почвы. Они поглощают влагу из воздуха при помощи воздушных корней. Насекомоядные растения получают азот на бедных почвах, способны переваривать насекомых.

Увеличение шансов на выживание дают многие приспособления у живых организмов. Появление адаптаций у видов происходило в течение больших промежутков времени в процессе борьбы за существование. Однако приобретенные черты полезны и целесообразны в конкретной среде обитания; они могут оказаться ненужными, вредными в других условиях.

Состав живых организмов описывают следующие показатели. Всего на Земле насчитывается свыше 2 млн видов. Около 1,5 млн видов животных, порядка 400 тыс. видов растений, 100 тыс. видов грибов и бактерий. Поразительное разнообразие — результат дивергенции. Виды расходятся по морфофизиологическим, биохимическим, репродуктивным, генетическим и экологическим признакам.

Классификация организмов — задача систематики. Со времени работ основателя науки К. Линнея, ученые стараются отразить степень родства организмов. Тогда классификация будет носить максимально естественный характер.

Б иологическая эволюция — естественный процесс развития живой природы, который сопровождается изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

ГРУППЫ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА

1. Палеонтологические доказательства

Ископаемые остатки и отпечатки древних организмов показывают, как шла их эволюция.
Филогенетические ряды : ряды видов последовательно сменяют друг друга в процессе эволюции.
Переходные формы : латимерия — происхождение земноводных от рыб; стегоцефал — рептилий от амфибий.

2. Эмбриологические доказательства

Эмбриологические — зародыши всех позвоночных животных на ранних стадиях очень похожи друг на друга.

Сходство зародышей позвоночных животных:
► форма тела; наличие хорды, хвоста;
► зачатки конечностей;
► жаберные карманы;
► один круг кровообращения.
Расхождение признаков зародышей:
► по мере развития черты сходства между зародышами разных видов ослабевают;
► сначала появляются признаки рода, а затем вида

Закон зародышевого сходства (К. М. Бэр): на ранних стадиях зародыши всех позвоночных сходны между собой, более развитые формы проходят этапы развития примитивных. Только на более поздних фазах появляются признаки класса, затем отряда, семейства, рода, вида и особи. В эмбриональном развитии организмы имеют признаки своих эволюционных предков: все организмы начинают развитие с зиготы; двухслойный зародыш (гаструла); сходные стадии зародышевого развития (сходная последовательность закладки органов).

Биогенетический закон Геккеля — Мюллера : каждая особь в индивидуальном развитии (онтогенез) кратко и сжато повторяет историю развития своего вида (филогенез). Этот закон устанавливает соотношение между онтогенезом (процесс индивидуального развития организма) и филогенезом. Филогенез — историческое развитие органического мира, его типов, классов, отрядов, семейств, родов и видов. Филогенетический ряд — ряд ископаемых форм, последовательно связанных между собой в процессе эволюции как общими, так и частными чертами строения.

3. Молекулярно-генетические и биохимические доказательства

Живые организмы обладают клеточным строением, общими принципами генетического кодирования наследственной информации и т. д.

4. Сравнительно-анатомические доказательства

Гомологичные органы — органы разных организмов, имеющие сходное строение и развитие из одинаковых эмбриональных зачатков, но выполняющие различные функции (передняя конечность позвоночных: лапа, крыло, ласт, рука).

Рудименты — органы, утратившие свою функцию, но сохраняющиеся в зачаточном состоянии (зубы мудрости, копчик).

Аналогичные органы — внешне подобные органы или их части, происходящие из различных исходных зачатков и имеющие неодинаковое внутреннее строение (крыло птиц и насекомых).

Атавизмы — развитие признака, присущего далёкому предку и в норме не встречающегося у современных форм (у человека появление хвоста, многососковость).

5. Биогеографические доказательства

Основываются на сравнении флоры и фауны разных континентов планеты и свидетельствуют о том, что виды возникали в определённых местах, а затем заселяли более широкую область.

АДАПТАЦИЯ

Адаптация — приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции. Адаптации делятся на организменные (присущи каждому организму данного вида и позволяют ему выживать в определённых условиях среды) и видовые (направлены на существование вида как целостной системы). К организменным адаптациям относят:

Морфологические — средства пассивной защиты организмов, наличие которых определяет сохранение жизни особи в борьбе за существование,

Биохимические — все биохимические процессы.

Поведенческие — всё многообразие форм поведения, направленного на выживание организмов, к Физиологические — устойчивость физиологических параметров. При изменении условий среды эти адаптации становятся бесполезными.

Приспособленность организмов к среде обитания. В результате длительного эволюционного процесса у всех организмов постоянно развиваются и совершенствуются их приспособления к условиям окружающей среды. Приспособленность – один из результатов эволюции, взаимодействия ее движущих сил – наследственности, изменчивости, естественного отбора. Второй результат эволюции – разнообразие органического мира. Сохранившиеся в процессе борьбы за существование и естественного отбора организмы, составляют весь существующий сегодня органический мир. Мутационные процессы, происходящие в ряду поколений, ведут к возникновению новых генетических комбинаций, которые подвергаются действию естественного отбора. Именно естественный отбор определяет характер новых адаптаций, а также направление эволюционного процесса. В результате у организмов возникают самые различные приспособления к жизни. Любое приспособление возникает в результате длительного отбора случайных, фенотипически проявившихся мутаций, полезных виду.

Покровительственная окраска. Обеспечивает растениям и животным защиту от врагов. Организмы, имеющие такую окраску, сливаются с фоном и становятся менее заметны.

Маскировка. Приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливается с окружающими предметами. Богомолы, гусеницы бабочек напоминают сучки, бабочки похожи на листья растений и т.д.

Мимикрия. Подражание незащищенных видов защищенным видам по форме и окраске. Некоторые мухи похожи на ос, ужи похожи на гадюк и т.д.

Предупреждающая окраска. У многих животных яркая окраска или определенные опознавательные знаки предупреждают об опасности. Напавший один раз хищник запоминает окраску жертвы и в следующий раз будет осторожнее.

Относительный характер приспособлений. Все приспособления вырабатываются в определенных условиях среды. Именно в этих условиях приспособления наиболее эффективны. Однако следует иметь ввиду, что приспособленность не носит абсолютного характера. Животных и с покровительственной и с предупреждающей окраской поедают, нападают и на тех, кто маскируется. Хорошо летающие птицы – плохие бегуны и их можно поймать на земле; при смене условий среды выработанное приспособление может оказаться бесполезным или вредным.

1. Среди организмов, не имевших _____________ в результате ____________ появились организмы с _____________. 2. В ходе борьбы за существование выживали ____________. 3. В результате шел естественный отбор и особи с ________ выживали,

а без изменений погибали. 4. Возникали новые виды, имеющие ________.

1 . Приспособленность – результат эволюции (естественного отбора).

2. Выживают наиболее приспособленные.

3. Благодаря возникновению адаптаций, появились новые виды, т.е. сформировалось многообразие организмов на Земле.

4. Приспособленность относительна, т. е. адаптации полезны только в тех условиях, в которых они сформировались.

Домашнее задание: Записи в тетрадях, изучить таблицу, привести примеры: - приспособления у хищников и жертв (примерами); - приспособления у хозяев и паразитов; - приспособления у растений к опылению ветром, насекомыми, к распространению семян.

Читайте также: