Какие особенности она имеет? Как проявляется относительный характер приспособленности кактуса, хамелеона, черепахи?

Организмы и внешняя среда

Каждый отдельный вид живых существ имеет свой ареал обитания. В его пределах действуют различные факторы, которые обладают особенными характеристиками, например, определенной температурой воздуха, соленостью почв или воды, определенными обитателями.

Чтобы выжить в конкретной среде, организм должен приспособиться к ней. Тот, кто сделает это максимально эффективно, сможет выжить и завести потомство. Растения, животные и даже люди в ходе эволюции выработали различные инструменты, помогающие им адаптироваться.

Формировались данные инструменты постепенно. Виды, у которых было какое-нибудь преимущество в строении или окраске, выживали в определенных условиях лучше других. Полезные черты передавались по наследству и становились более выраженными. Со временем нужные признаки стали характерными для всех представителей вида или популяции.

Относительный характер приспособленности

Приспособленностью называется наличие у животных или растений признаков, которые соответствуют их образу жизни и среде, в которой они находятся. Например, тело рыб имеет обтекаемую форму и покрыто слизью, чтобы легче передвигаться в воде. У арктических медведей белый окрас, чтобы максимально сливаться с окружающей средой.

Однако выработанные вспомогательные механизмы у представителей живой природы не абсолютны, а относительны. Почему приспособленность имеет относительный характер? Все просто. Если организм адаптируется к конкретным условия среды, то к другим условиям он может оказаться неподготовленным. обычно изменяются быстрее, чем организмы, которым для этого нужно пройти хотя бы несколько поколений.

Относительный характер приспособленности проявляется также в том, что, имея надежное средство защиты от одних врагов (яркую окраску, шипы или яд), можно попасть в сети к другим. Так, яд многих змей поражает мелкую добычу, отпугивает крупных млекопитающих, однако не останавливает ежей и мангустов, которые питаются змеями. Подробные примеры рассмотрим далее.

Кактусы

Отличный пример выживания в суровых условиях демонстрируют растения Они прекрасно себя чувствуют в среде, невыносимой для многих живых существ. Растения распространены в пустынях и полупустынях, горах, саваннах, засушливых лесах.

Мощный мясистый стебель позволяет накапливать много влаги из воздуха, а в колючки, не дают ей испаряться. Кроме того, острые колючки отпугивают желающих полакомиться кактусом. Сильно развитые корни, достающие до глубинных подземных вод, насыщают растение водой.

Таким образом, растение полностью подготовлено к жизни в регионах, где осадки выпадают крайне редко. Относительный характер приспособленности кактуса заключается в том, что при смене условий, например при наступлении затяжных ливней, растение может погибнуть от чрезмерного поступления воды в организм.

В комнатных условиях все преимущества кактуса утрачиваются и становятся нейтральными. Мощный стебель и колючки уже не будут нести в себе тех важных для выживания функций, останется только эстетический аспект.

Хамелеоны

Большую часть времени хамелеоны проводят на деревьях, лазать по ним хамелеонам помогают гибкие конечности. Пальцы животных срослись, образовав две почти противопоставленные группы (по виду напоминают клешню), хвост закрученный и длинный - все это позволяет с легкостью обхватывать ветви и перемещаться по ним.

Относительный характер приспособленности хамелеона заключается именно в его окрасе. Естественный цвет животного максимально маскирует его под окружающую среду, делая незаметным для хищников. Но хамелеоны часто изменяют окрас, используя его как средство общения.

Некоторые виды способны перекрашиваться практически во все цвета. Так они выражают свою реакцию на смену освещения, влажности или появление других животных. В момент опасности «ящерица» испытывает стресс и может стать ярко красной или желтой, выдав себя, вместо того чтобы слиться с обстановкой и спрятаться.

Черепахи

Уникальные по своему строению пресмыкающиеся - это черепахи. Туловище животных находится в плотном панцире, покрытом кожей или роговыми щитками. Он немного напоминает скорлупу, так как состоит из верхней и нижней части.

Черепаха не просто расположена внутри панциря, она представляет с ним единое целое. Верхняя часть «каркаса» срослась с позвоночником животного, нижняя часть образована ключицей и брюшными ребрами. Черепаху невозможно вытащить из «дома» не покалечив её.

В случае опасности животное прячет голову и конечности внутрь. Как проявляется относительный характер приспособленности в этом случае? Хищники не могут разгрызть панцирь или выковырять черепаху из него. Но орлы поднимают ее высоко над землей, отпускают, чтобы панцирь разбился, а затем съедают свою добычу.

Заключение

Приспособленностью организмов является соответствие их внешнего и внутреннего строения, поведения среде, в которой они обитают. Она формируется в ходе длительного исторического процесса и является важным фактором эволюции.

Относительный характер приспособленности состоит в том, что характерные признаки организма могут помогать ему только в определенных условиях и ситуациях. При изменении внешних факторов приспособления могут быть неэффективными, а иногда и вредить своему хозяину.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http :// www . allbest . ru /

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный аграрный университет»

Кафедра биологии и экологии

на тему: «Приспособления живых организмов к средам обитания»

по учебной дисциплине «Общая экология»

Выполнил: студент 205группы курса

ф-та Биотехнологии

Скрипник Андрей

Проверила:

к.б.н.,доцент

Маколова И.Н.

Троицк, 2016

• Введение
• Водная среда жизни
• Наземно-воздушная среда
• Почва
• Живые организмы как среда жизни
• Заключение
• Список литературы

Введение

Среда - это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком, его деятельностью. При этом одни элементы могут быть необходимы организму, другие почти или полностью безразличны для него, третьи оказывают вредное воздействие. Среда обитания организма (организмов) представляет собой окружающую среду. Условия существования, или условия жизни, - это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может. Организмом является любое живое существо, обладающее совокупностью основных жизненных свойств. Главная и важная закономерность в системе «среда-организм» - это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Облик нашей планеты был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и др.). Указанная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов. Из данного закона следует эволюционно-экологический принцип, согласно которому вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Воздействие вида на среду эволюционно возрастает, что является важной экологической закономерностью. Согласно ей, любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами.

Различают абиотическую, биотическую, антропогенную среду. Абиотическая среда - совокупность факторов неживой природы (температура, влажность, радиация и др.), в которых существует данный организм. Биотическая среда - совокупность живых организмов, с которыми взаимодействует данный организм. Антропогенная среда - природная среда, непосредственно или косвенно измененная человеком. На Земле выделяют 4 среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную (почву) и живые организмы. В процессе длительного исторического развития живой материи и формирования все более совершенных форм живых существ организмы, осваивая новые места обитания, распределились на Земле соответственно ее минеральным оболочкам - гидросфере, литосфере, атмосфере и приспособились к существованию в строго определенных условиях.

Адаптация возникает в процессе эволюции для решения организмом экологических задач, предъявляемых средой обитания. Они являются изменяющимся, совершенствующимся, иногда исчезающим приспособлением организмов к конкретным факторам среды. В результате выработки адаптации достигается состояние адаптированности (или соответствия морфологии, физиологии, поведения организмов) занимаемым ими экологическим нишам, которые представляют собой всю совокупность условий среды и образа жизни данного организма. Т.о. адаптацию можно считать широкой основой для возникновения или исчезновения органов, дивергенции (расхождения) видов, образования новых популяций и видов и усложнения организации.

Процесс выработки адаптации происходит постоянно и в него вовлекаются многие признаки организма.

Однако приспособление образуется только при наличии в генофонде вида наследственной информации, способствующей изменению структур и функций в требуемом направлении. Так, млекопитающие и насекомые используют для дыхания, соответственно, легкие и трахеи, которые развиваются из разных зачатков под контролем разных генов.

К адаптации иногда приводит новая мутация, которая, включившись в систему генотипа, изменяет фенотип в направлении более эффективного решения экологических задач. Этот путь возникновения адаптации называется комбинативным.

Водная среда жизни

Водная среда жизни имеет ряд особенностей. Характерной чертой ее является подвижность - она ясно выражена в проточных, быстро текущих реках, ручьях и даже в стоячих водоемах это имеет место. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы; в озерах вода перемещается под действием ветра и температуры. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме. В жизни водных организмов большую роль играет вертикальное перемещение воды. В летнее время наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные - у дна. Зимой, с понижением температуры, поверхностные холодные воды с температурой ниже 4° С располагаются над сравнительно теплыми.

Приспособления к водной среде

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

· сплюснутой с боков (карась),

· сплюснутой в спино-брюшном направлении (пиявка),

· круглой в поперечном сечении (угорь),

· каплевидной (жук-плавунец),

· торпедообразной (кальмар).

Тело должно минимизировать трение о воду. Это достигается особенностями его покровов:

· покров слизи (рыба);

· очень гладкая («полированная») твердая поверхность (морская черепаха),

· мягкий слой на поверхности твердого корпуса (кит).

Конечности:

· имеют плавательную перепонку (лягушка),

· преобразованы в плавники (дельфин),

· преобразованы в ласты (тюлень).

Специальные выросты и приспособления к движению в воде могут включать:

· плавательную перепонку вокруг тела или специальную типа «зонтик» (каракатица, медуза),

· водоструйный («реактивный») двигатель (кальмар, личинка стрекозы),

· хвост с плавником (рыба).

В воде тоже приходится дышать, и такое дыхание организовано по определенным правилам. Органы дыхания различны:

· жабры (рыба),

· дыхательная трубка (ранатра),

· воздухозаборники (водяные жуки, клопы),

· запасание воздуха под водой в виде пузыря (паук серебрянка),

· формирование пузыря, заменяющего легкое (жуки-плавунцы).

Основное правило окраски для водных животных диктует соотношение яркости света в воде. Когда смотришь сверху, то видишь темное дно, а при взгляде из воды - светлое небо. Отсюда характерная приспособительная окраска всех живущих в воде. Верхняя часть тела у них темная, маскирует их на фоне темного дна, а нижняя - светлая, маскирует на фоне светлого неба. Из-за этой особенности окраски: большинство водных жителей резко двуцветные: темный верх и светлая нижняя (брюшная) сторона. Адаптации с усложением морфофизиологической организации - выход кистеперых рыб на сушу в девоне, что позволило им дать начало наземным позвоночным. Для кистеперых рыб конечности служили для ползания по дну водоемов. Заглатывание воздуха и использование кислорода с помощью выпячивания стенки кишки - примитивных легких - предоставляло возможность компенсировать дефицит кислорода в водоемах того времени. Эти структуры позволили некоторым рыбам покидать на время водоемы. Первоначально такие выходы совершались, видимо, в дождливые дни или влажные ночи. Именно так делает в настоящее время американский сомик-кошка (Ictalurus nebulosis). Впоследствии эти структуры развились в легкие и конечности наземных животных. В дальнейшем вся организация рыб претерпела глубокие изменения в процессе приспособления к жизни на суше. Такие изменения при освоении новой среды обитания, расширяющие круг функций на основе структур, ранее выполнявших другие функции, но изменившиеся в таком направлении и до такой степени, что смогли взять на себя новые функции - называется преадаптацией. Явление преадаптации лишний раз подчеркивает приспособительный характер эволюции, основанной на отборе полезных наследственных изменений и прогрессивных преобразований существующих структур в процессе освоения новых условий среды. Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна (скаты и камбалы). При этом камбалы обладают еще способностью менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона.

Наземно-воздушная среда

Особенностью наземно-воздушной среды является то, что организмы, обитающие здесь, окружены воздухом, который представляет собой смесь газов, а не их соединения. Воздух как экологический фактор характеризуется постоянством состава - азота в нем содержится 78,08%, кислорода - около 20,9%, аргона - около 1%, углекислого газа - 0,03%. За счет диоксида углерода и воды синтезируется органическое вещество и выделяется кислород. При дыхании происходит реакция, обратная фотосинтезу - потребление кислорода. Кислород появился на Земле примерно 2 млрд. лет назад, когда происходило формообразование поверхности нашей планеты при активной вулканической деятельности. Постепенное увеличение содержания кислорода происходило в течение последних 20 млн. лет. Главную роль в этом играло развитие растительного мира суши и океана. Без воздуха не могут существовать ни растения, ни животные, ни аэробные микроорганизмы. Большинство животных в этой среде передвигаются по твердому субстрату - почве. Воздух как газообразная среда жизни характеризуется низкими показателями влажности, плотности и давления, а также высоким содержанием кислорода. Действующие в наземно-воздушной среде экологические факторы отличаются рядом специфических особенностей: свет здесь по сравнению с другими средами интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность значительно изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток.

Приспособления к воздушной среде.

Наиболее специфичны среди обитателей воздушной среды, конечно летающие формы. Уже особенности внешности организма позволяют заметить его приспособления к полету. Прежде всего, об этом говорит форма его тела.

Форма тела:

· обтекаемость тела (птица),

· наличие плоскостей для опоры на воздух (крылья, парашют),

· облегченная конструкция (полые кости),

· наличие крыльев и иных приспособлений для полета (летательные перепонки, например),

· облегчение конечностей (укорочение, уменьшение массы мышц).

У бегающих животных тоже появляются отличительные особенности, по которым легко узнать хорошего бегуна, а если он передвигается прыжками, то прыгуна:

· мощные, но легкие конечности (лошадь),

· уменьшение пальцев на ногах (лошадь, антилопа),

· очень мощные задние конечности и укороченные передние (заяц, кенгуру),

· защитные роговые копыта на пальцах (копытные, мозоленогие).

Лазающие организмы имеют самые различные приспособления. Они могут быть общими для растений и животных, а могут и различаться. Для лазанья может быть использована и своеобразная форма тела:

· тонкое длинное тело, петли которого могут служить опорой при лазании (змея, лиана),

· длинные гибкие хватательные или цепляющиеся конечности, а возможно, и такой же хвост (обезьяны);

· выросты тела - усики, крючки, корешки (горох, ежевика, плющ);

· острые коготки на конечностях или длинные когти, загнутые крючком или сильные хватательные пальцы (белка, ленивец, обезьяна);

· мощные мышцы конечностей, позволяющие подтягивать тело и перебрасывать его с ветки на ветку (орангутанг, гиббон).

Некоторые организмы приобрели своеобразную универсальность приспособлений сразу к двум. У лазающих форм возможно и сочетание признаков лазанья и полета. Многие из них могут, забравшись на высокое дерево совершать длинные прыжки-полеты. Это сходные приспособления у жителей одной среды обитания. Часто встречаются животные способные к быстрому бегу и полету, одновременно несущие оба набора этих адаптаций.

Встречаются сочетания приспособительных признаков у организма к жизни в различных средах. Такие параллельные наборы адаптаций несут все земноводные животные. Приспособления к полету имеют и некоторые плавающие чисто водные организмы. Вспомним летучих рыб или даже кальмаров. Для решения одной экологической задачи могут быть использованы разные адаптации. Так, средством термоизоляции у медведей, песцов служит густой мех, покровительственная окраска. Благодаря покровительственной окраске организм становится трудно различимым и, следовательно, защищенным от хищников. Яйца птиц, откладываемые на песок или на землю, имеют серый и бурый цвет с пятнышками, сходный с цветом окружающей почвы. В тех случаях, когда яйца недоступны для хищников, они обычно лишены окраски. Гусеницы бабочек часто зеленые, под цвет листьев, или темные, под цвет коры или земли. Животные пустынь, как правило, имеют желто-бурую или песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна как насекомым (саранча) и мелким ящерицам, так и крупным копытным (антилопы) и хищникам (лев). Расчленяющая покровительственная окраска в виде чередования на теле светлых и темных полос и пятен. Зебры и тигр плохо видны уже на расстоянии 50 - 40 м из-за совпадения полос на теле с чередованием света и тени в окружающей местности. Расчленяющая окраска нарушает представления о контурах тела, отпугивающая (предостерегающая) окраска - также обеспечивает защиту организмов от врагов. Яркая окраска обычно характерна для ядовитых животных и предупреждает хищников о несъедобности объекта их нападения. Эффективность предостерегающей окраски послужила причиной очень интересного явления-подражания - мимикрии. Образования в виде твердого хитинового покрова у членистоногих (жуки, крабы), раковин у моллюсков, чешуи у крокодилов, панциря у броненосцев и черепах хорошо предохраняют их от многих врагов. Этому же служат иглы ежа и дикобраза. Совершенствование аппарата движения, нервной системы, органов чувств, развитие средств нападения у хищных. Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Самцов непарного шелкопряда привлекает запах ароматической железы самки с расстояния 3 км. У некоторых бабочек чувствительность рецепторов вкуса в 1000 раз превосходит чувствительность рецепторов человеческого языка. Ночные хищники, например совы, прекрасно видят в темноте. У некоторых змей хорошо развита способность к термолокации. Они различают на расстоянии объекты, если разница их температур составляет всего 0,2 °С.

Почва

Почва как среда обитания представляет собой совокупность выветренной материнской породы, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Почва обладает специфическими физическими свойствами. Для нее характерна более или менее рыхлая структура, определенная водопроницаемость и аэрируемость. Она обладает также своеобразными биологическими особенностями, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Верхние слои ее содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву и создают определенную структуру, а вместе с тем и условия для жизни других организмов. Роющие животные перемешивают почвенную массу, а после смерти становятся источником органического вещества для микроорганизмов. Благодаря специфическим свойствам почва выполняет одну из важных функций в жизни различных почвенных организмов и, прежде всего растений, обеспечивая им водоснабжение и минеральное питание.

Микроорганизмы, растения и животные, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, а также со средой обитания. Эти отношения очень сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, белки, жиры. Грибы разрушают целлюлозу, в частности древесину. Хищники питаются тканями своих жертв. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы.

Приспособления к почве.

Покровы тела подземного жителя должны позволять ему беспрепятственно продвигаться в плотной почве как вперед, так и назад (не всегда можно развернуться в узком ходу). Вот некоторые правила для покровов:

· слизистые выделения, позволяющие скользить в почве (червь),

· если имеется шерсть, то она обычно короткая (крот),

· шерсть заглаживается вперед и назад (крот),

· шерсть устойчива к стиранию (крот).

Форма тела и конечностей тоже должна быть специфической. Длинные конечности не дадут возможности двигаться в узкой норе, кроме того конечности нужны для копания земли. Тело не должно цепляться за своды норы или должно легко изгибаться под прямым или даже острым углом. Отсюда следующие правила:

· короткие конечности,

· копательные конечности (крот) или копательные зубы (слепушонка),

· тело тонкое и длинное (геофил),

· обтекаемое тело без выступающих частей (крот).

Специфичность органов чувств землероя - тоже его приспособления к особенностям среды обитания. Они могут быть устроены по таким правилам:

· уменьшены или отсутствуют ушные раковины (крот),

· уменьшены или отсутствуют глаза (крот),

· повышена тактильная чувствительность (вибриссы по всему телу).

Почва плотна и тяжела, а, кроме того, в ней может быть недостаточно воздуха. Эти ее особенности также приводят к физиологическим и анатомическим адаптациям:

· устойчивость к недостатку кислорода (асфиксии) система лакун (полостей в которых хранится кровь, насыщенная кислородом);

· мощные мышцы и кости, противостоящие сдавливанию (крот).

организм адаптация обитание симбиоз

Живые организмы как среда жизни

· Через квартиранство.

· Через хищничество.

Грибы и бактерии располагаются в межклетниках и в клетках хозяина.

Практически неограниченные пищевые ресурсы;

Защищенность от внешних условий;

Защищенность от внешних врагов;

Постоянные условия жизни.

Замкнутое пространство, поэтому появились приспособления к удалению потомства из организма хозяина;

Недостаток кислорода, у многих анаэробный тип обмена;

Трудно найти хозяина и поэтому малая выживаемость потомства;

Выработка гуморального иммунитета;

Выделение смолы, млечного сока;

Разрастание окружающих тканей, образование галл у растений, а у животных зооцецидий.

Простые правила факторной экологии (аутэкология, или экология особи) показывают основные приспособления живых организмов к условиям обитания, позволяют им выживать при изменениях внешних воздействий, размножаться, взаимодействовать друг с другом, то есть очень разнообразно жить на нашей планете. Каждый организм выполняет свои функции, и они очень важны для существования планетарной жизни, поэтому вполне можно назвать совокупность деятельности любого организма его работой. В природе нужны все виды работ, поэтому важен каждый работник.

Правила на то и есть, чтобы им все могли пользоваться, поэтому и люди тоже используют их в своей жизни. Если же их конструкция не позволяет воспользоваться нужным правилом, то человек строит отвечающий ему аппарат или придумывает соответствующую одежду. Вспомните аквалангиста. У него обтекаемое тело, гладкий резиновый покров, ласты для движения, маска, чтобы видеть в воде и запас воздуха для дыхания. И все это оснащение соответствует правилам подводного жителя. Отсюда важность знания этих приспособлений для любого человека. С их помощью не только опознаешь принадлежность организма к той или иной группе, но определяешь и где его местожительство, и чем он питается. Окружающая жизнь становится более понятной, а, кроме того, почти все эти правила можно в той или иной ситуации использовать и в своей жизни.

Список литературы

1. Экология для студентов вузов (В.И. Коробкин, Л.В. Передельский)

2. Основы экологии и охрана окружающей среды (А.Г. Банников, А.А. Вакулин, А.К. Рустамов)

3. http://biofile.ru/geo/13836.html

4. www.ecology-education.ru

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Условия обитания организмов воздушной и водной среды. Организм как среда обитания. Водная, наземно-воздушная среда обитания. Экологические факторы в наземно-воздушной среде, их отличие от других среда обитания. Основные формы симбиотических отношений.

презентация , добавлен 11.06.2010


реферат , добавлен 26.10.2017


Водная и наземно-воздушная среды жизни. Почва как среда жизни. Роль эдафических факторов в распределении растений и животных. Живые организмы как среда обитания. Адаптация животных к водной среде. Экологическая пластичность организмов водной среды.

курсовая работа , добавлен 11.07.2015


Сравнительная характеристика сред обитания и адаптаций к ним организмов. Условия обитания организмов воздушной и водной среды. Понятие и классификация экологических факторов, законы их действия (закон оптимума, минимума, взаимозаменяемости факторов).

презентация , добавлен 06.06.2017


Понятие среды обитания. Ее экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Закономерности их воздействия на функции живых организмов. Приспособление растений и животных к изменению температуры. Основные пути температурных адаптаций.

реферат , добавлен 11.03.2015


Ознакомление с различными средами обитания организмов. Характеристика влияния различных факторов на организм. Экологические факторы как отдельные элементы среды обитания организма, взаимодействующие с ним. Причины возникновения приспособленности к средам.

презентация , добавлен 15.09.2014


Характеристика водной, наземно-воздушной, почвенной сред как основных составляющих биосферы. Изучение биотических, абиотических, антропогенных групп экологических факторов, определение их влияния на организмы. Описание энергетического и пищевого ресурсов.

реферат , добавлен 08.07.2010


Структура и факторы наземно-воздушной среды обитания. Низкая плотность воздуха. Подвижность воздушных масс. Низкое давление и газовый состав. Структура почвы, дефицит воды и температурный режим. Организмы, населяющие наземно-воздушную среду обитания.

презентация , добавлен 17.04.2014


Понятие "плодородие почв". Представители мегафауны, внешний облик и анатомические особенности. Почва как среда жизни. Адаптации организмов к условиям среды. Особенность почвы как среды обитания. Бактерии, водоросли, грибки и одноклеточные организмы.

доклад , добавлен 14.05.2014


Адаптация животных и растений к температуре, свету и влажности. Эврибионты и стенобионты. Характеристика водной, почвенной, наземно-воздушной среды обитания. Связанная, капилярная, парообразная и гравитационная влага в почве. Плотность природных вод.

Биология 4. 02. 20015

Группа 41.

Тема: Приспособление организмов к разным средам обитания

1. Изучите теоретический материал по теме.

2. Ответьте на вопросы после теоретического материала.

1. Теоретический материал.

Рассмотрите рисунки 158—163. В чем заключаются приспособления у изображенных на рисунках организмов к условиям обитания? Подумайте, сохранятся ли эти приспособления у организмов, если условия их обитания изменятся.

Все организмы обладают разнообразными приспособления к условиям обитания. Эти приспособления развиваются в процессе эволюции в два этапа. Вначале у организмов вследствие мутационной и комбинативной изменчивостей появляются новые признаки. Затем эти признаки испытываются естественным отбором на их соответствие условиям среды.

Примеры приспособлений организмов. Примеры приспособлений организмов к условиям обитания столь многочисленны, что описать их все практически невозможно. Приведем лишь некоторые примеры.

Рис. 158. Покровительственная окраска у животных: 1 — сплошная окраска зимнего оперения у тундровой куропатки; 2 — расчленяющая окраска у оленей-аксисов

К приспособлениям относят, встречающиеся у разных организмов, различные типы покровительственной, предостерегающей окраски, маскировки и средств пассивной защиты.

Покровительственная окраска развивается у особей, живущих открыто, что делает их менее заметными на окружающем фоне. Такая окраска бывает сплошной (белый цвет оперения у тундровой куропатки зимой), если окружающий фон однородный, либо расчленяющей (светлые и темные точки на шкуре оленей-аксисов), если на окружающем фоне чередуются пятна света и тени (рис. 158). Эффект покровительственной окраски усиливается соответствующим поведением животного. В момент опасности они затаиваются, что делает их еще менее заметными на окружающем фоне.

Предостерегающая окраска развивается у особей, имеющих химические средства защиты от врагов. К ним относят, например жалящих или ядовитых насекомых, несъедобные или обжигающие растения. В процессе эволюции у них выработались не только ядовитые химические вещества, но и яркая, обычно красночерная или желточерная окраски (рис. 159). Некоторые животные с предостерегающей окраской в момент опасности демонстрируют хищнику яркие пятна, принимают угрожающую позу, чем приводят врага в замешательство.

Рис. 159. Предостерегающая окраска у лягушек-древолазов

Маскировка — защита, которой служит не только окраска, но и форма тела. Различают два типа маскировки. Первый заключается в том, что маскирующийся организм по своему внешнему виду напоминает какой-либо предмет — лист, сучок, камень и т. п. Такой тип маскировки широко встречается у насекомых: палочников, клопов и гусениц бабочек пядениц (рис. 160).

Рис. 160. Маскировка у клопов-листотелок

Второй тип маскировки основан на подражательном сходстве незащищенных организмов с защищенными. Так, безобидные бабочки-стеклянницы окраской брюшка напоминают жалящих насекомых — ос, поэтому насекомоядные птицы их не трогают (рис. 161).

Рис. 161. Маскировка у бабочки-стеклянницы

Средства пассивной защиты увеличивают вероятность сохранения организма в борьбе за существование. Например, панцири черепах, раковины моллюсков, иглы ежей защищают их от нападения врагов. Шипы на стеблях розы и колючки у кактусов препятствуют поеданию этих растений травоядными млекопитающими (рис. 162).

Рис. 162. Средства пассивной защиты у кактуса-опунции

Физиологические приспособления обеспечивают устойчивость организмов к изменению температуры, освещенности и других условий неживой природы.

Так, при понижении температуры окружающего воздуха у земноводных и пресмыкающихся в организме понижается уровень обмена веществ и наступает зимний сон. У птиц и млекопитающих, наоборот, при понижении температуры окружающего воздуха обмен веществ в организме усиливается, что увеличивает теплопродукцию. Развивающийся при этом густой перьевой, шерстный покров и подкожный слой жира препятствует потере организмом тепла (рис. 163).

Рис. 163. Зимний мех белки отличается густым подшерстком

Поведенческие приспособления встречаются только у животных с высокоразвитой нервной системой. Они представляют собой различные формы поведения, направленные на выживание как отдельных особей, так и вида в целом.

Все поведенческие приспособления можно разделить на врожденные и приобретенные. К врожденным относят, например брачное поведение, защиту и выкармливание потомства, избегание хищников, миграции. Так, львица при вылизывании своих детенышей запоминает их запах. Этот же процесс пробуждает у нее потребность защищать львят от врагов (рис. 164, 1).

Рис. 164. Поведенческие приспособления организмов: 1 — львица, вылизывающая львят; 2 — макаки японские, греющиеся в горячем источнике; 3 — водоплавающие птицы, зимующие на незамерзающем в городе

Важную роль в жизни животных играют и приобретенные поведенческие приспособления. Например, самый северный вид обезьян — макак японский, встречающийся на севере Японии, перешел к снежно-водному образу жизни (рис. 164, 2). Зимой при наступлении более сильных морозов эти обезьяны спускаются с гор к горячим источникам, где греются в теплой воде. Другой наглядный пример. В крупных городах средней полосы России изменилось поведение перелетных птиц. Так, некоторые водоплавающие птицы перестали улетать на зимовку в теплые края. Они собираются в большие стаи на незамерзающих водоемах, где всегда есть необходимая пища (рис. 164, 3).

Относительная целесообразность приспособлений. Все приспособления у организмов вырабатываются в конкретных условиях их среды обитания. Если условия среды меняются, приспособления могут утратить свое положительное значение, иными словами, они обладают относительной целесообразностью.

Существует множество доказательств относительной целесообразности приспособлений: защита организма от одних врагов оказывается неэффективной от других; поведение организма может стать бессмысленным; полезный в одних условиях орган оказывается бесполезным в других. Например, камышевка, благодаря родительскому инстинкту, выкармливает кукушонка, вылупившегося из яйца, подброшенного в гнездо кукушкой (рис. 165).

Рис. 165. Относительная целесообразность приспособлений организмов — камышевка, выкармливающая кукушонка

Итак, основным результатом действия движущих сил эволюции является появление у организмов новых и совершенствование имеющихся приспособлений. Поскольку условия существования организмов изменяются, абсолютных приспособлений в природе не бывает, и процесс их появления бесконечен. У особей, относящихся к одному виду, различия в имеющихся приспособлениях незначительны. Закрепление же этих различий в условиях изоляции, приводит к появлению новых видов, т. е. к видообразованию.

Задание2. Вопросы по теоретическому материалу.

Как возникают приспособления у особей к среде обитания? В чем проявляется относительная целесообразность приспособлений? Ответ проиллюстрируйте примерами. Могут ли у организмов в ходе длительной эволюции возникнуть абсолютные, т. е. совершенные, приспособления? Ответ аргументируйте.

Задание 3: Лабораторная работа № 8

Тема: Приспособление организмов к разным средам обитания (к водной, наземно-воздушной, почвенной).

Цель работы: научиться выявлять адаптивные приспособления организмов к условиям среды и причины относительности этих приспособлений

Ход работы

1. Рассмотрите предложенный вам гербарный или живой образец растения, картинку животного (рис.1,2), определите название растения и среду его обитания.

а) Определите особенности строения растения и животного, приспосабливающие эти организмы к среде обитания (можно пользоваться дополнительной литературой).

б) Заполните таблицу:

в) Сделайте предположения о надежности этих приспособлений.

г) Сделайте вывод о значении адаптаций и об относительности этих приспособлений.

2. Заполнить таблицу:

3.Выбрать приспособления (физиологические адаптации), связанные с обитанием в воде и представляющие крокодила как хищника (рис.1). Заполните таблицу.

4.Заполните таблицу: формы приспособленности к засухе:

У растений	У животных

Одним из результатов ,но не , являющегося естественной направляющей движущей силой процесса , можно назвать развитие у всех живых организмов – приспособлений к среде обитания . Ч. Дарвин подчеркивал, что все приспособления, сколько бы совершенными они не 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. Многообразие конкретных приспособлений можно разделить на несколько групп, которые являются формами приспособленности организмов окружающей среде.

Некоторые формы приспособленности у животных:

Покровительственная окраска и форма тела (маскировка) . Например: кузнечик, белая сова, камбала, осьминог, насекомое палочник.

Предостерегающая окраска . Например: осы, шмели, божья коровка, гремучие змеи.
Отпугивающее поведение . Например: жук-бомбардир, скунс или американская вонючка.

Мимикрия (внешнее сходство незащищенных животных с защищенными). Например: муха журчалка похожа на пчелу, безобидные тропические ужи похожи на ядовитых змей.
Некоторые формы приспособленности у растений:

Приспособления к повышенной сухости . Например: опушенность , накопление влаги в стебле (кактус, баобаб), превращение листьев в иголки.
Приспособления к повышенной влажности . Например: большая поверхность листа, много устьиц, повышенная интенсивность испарения.
Приспособленность к опылению насекомыми . Например: яркая, привлекающая окраска цветка, наличие нектара, запах, форма цветка.
Приспособления к опылению ветром . Например: вынесение тычинок с пыльниками далеко за пределы цветка, мелкая, легкая пыльца, пестик сильно опушен, лепестки и чашелистики не развиты, не мешают обдуванию других частей цветка ветром.
Приспособленность организмов – относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных в данных условиях существования особей. Так, покровительственная окраска зайца-русака летом делает его незаметным, но неожиданно выпавший снег эту же покровительственную окраску зайца делает нецелесообразной, так как он становится хорошо заметен для хищников. Ветроопыляемые растения в дождливую погоду остаются не опыленными.

Растения и животные удивительно приспособлены к условиям среды, в которых они обитают. В понятие «приспособленность вида» входят не только внешние признаки, но и соответствие строения внутренних органов выполняемым ими функциям (например, длинный и сложно устроенный пищеварительный тракт жвачных животных, питающихся растительной пищей). Соответствие физиологических функций организма условиям его обитания, их сложность и разнообразие также входит в понятие приспособленности.

Для выживания организмов в борьбе за существование большое значение имеет приспособительное поведение. Помимо затаивания или демонстративного, отпугивающего поведения при приближении врага существует много других вариантов приспособительного поведения, обеспечивающего выживаемость взрослых особей или молоди. Так, многие животные запасают корм на неблагоприятный сезон года. В пустыне для многих видов время наибольшей активности – ночь, когда спадает зной.

Цель: сформировать знания у учащихся о приспособленности организмов к окружающей среде.

Задачи:

образовательные: формирование знаний о различных способах приспособленности организмов к окружающей среде;

развивающие: умение работать с учебником, анализировать, сравнивать, выделять главное, логически мыслить

воспитательные: содействие эстетическому воспитанию, формирование научного мировоззрения.

Оборудование: таблица “Приспособленность и ее относительный характер”, фотографии, рисунки, коллекции организмов растений и животных, презентация.

Ход урока

В форме фронтальной беседы предлагается ответить на вопросы.

1. Как объяснить приспособленность живых существ к среде обитания?

2. Как возникло существующее в природе многообразие видов?

3. Почему в ходе эволюции происходит повышение организации живых существ?

На вопросы: какое объяснение приспособленности организмов было распространено в XVIII в.? Как Ламарк объяснял эти явления? - учащиеся без труда дают ответы, которые учитель обобщает замечание о противоречиях между научными фактами, раскрывающими совершенство органического мира, предлагавшимися тогда объяснениями.

Учащиеся по группам получают задания и разные объекты для работы:

Рассмотреть плоды и семена берёзы, сосны, одуванчика, мака и др. и определить характер их приспособленности к распространению.

Результаты работы учащиеся записывают в таблице.

Каждая группа учащихся делает сообщение о результатах работы, демонстрируя объекты. Затем на основании выводов из групп делают обобщения о разнообразных приспособлениях в одной и той же среде.

Большое внимание следует уделить объяснению возникновения приспособлений согласно учению Дарвина о естественном отборе в сравнении с объяснением Ламарка.

Необходимо добиться, чтобы учащиеся могли правильно объяснить с позиции учения Дарвина, как возникло то или иное приспособление.

Зачитывается и разбирается описание образования длинных ног и длинной шеи по Ламарку и Дарвину.

Затем учащимся предлагается объяснить возникновение:

• белой окраски полярных животных;
• игл у ежа;
• раковины у моллюсков;
• аромата дикой розы;
• сходства гусеницы пяденицы с сучком

При ответах учащиеся дают объяснения фактов на основе дарвинского учения, сравнивания с возможной трактовкой этих же примеров по Ламарку выявляют ее идеологическую сущность.

Главное внимание обращается на выяснение причин, вследствие которых теория Ламарка оказалась бессильной объяснить происхождение органической эволюции, что блестяще было сделано Ч. Дарвиным.

Приспособление, или адаптация - это способность организма выживать и оставлять потомство в данной среде обитания.

Примеры приспособленности

Причины возникновения	Виды приспособлений	Примеры
1. Защита от врагов	Покровительственная окраска (делает организмы менее заметными на фоне окружающей среды)	Белая куропатка, заяц беляк (меняет цвет в зависимости от времени года), окраска самок открытогнездящихся птиц (тетерев, рябчик), зеленый цвет личинок гусениц, окраска ночных бабочек и т.п.
	Маскировка (форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами)	Гусеница пяденника напоминает веточку по форме и цвету, насекомое палочник очень похоже на палочку сухого тростника, некоторые насекомые полностью повторяют форму и окраску листьев
	Мимикрия - подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида (или предмету среды)	Подражание некоторых мух жалоносным перепонча-токрылым (муха – журчалка - пчела)
	Предупреждающая окраска - яркая окраска, предупреждающая о ядовитости живого организма.	Яркая окраска божьей коровки, мухоморов, многих ядовитых лягушек и т.п.
	Угрожающие позы	Плащеносная ящерица имеет ярко окрашенный капюшон, который раскрывает при встрече с врагом, очковые змеи, некоторые гусеницы (бражника)
Приспособления к условиям среды	Обтекаемая форма тела	Рыбы, морские млекопитающие, птицы.
	Приспособления к полету	Перья и крылья птиц, крылья насекомых.
Приспособления к размножению	Брачное поведение	У многих животных (танцы журавлей, поединки оленей)
	Приспособления к опылению	Ветром, насекомыми, самоопыление у растений
	Приспособления к переносу семян	Ветром, животными, водой

К морфологическим адаптациям относят – покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.

К этологическим или поведенческим относят – угрожающие позы, запасание корма.

Физиологическая адаптация - совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленных на сохранение относительного постоянства его внутренней среды - гомеостаз.

Химическое взаимодействие (муравьи выделяют ферменты, которые используются членами семьи для координации деятельности)

Сохранение воды у кактуса

Забота о потомстве - это цепь последовательных рефлексов, выработавшихся в процессе эволюции, обеспечивающих сохранение вида.

Рыбка тилапия носит икру и молодь в своем рту! Мальки спокойно плавают вокруг своей матери, что-то глотают, выжидают. Но стоит возникнуть малейшей опасности, как мать подает сигнал, резко двинув хвостом и по-особому подрагивая плавниками, и... мальки тут же устремляются в убежище - рот матери.

Некоторые виды лягушек вынашивают икру и личинок в специальных выводковых сумках.

У млекопитающих - в устройстве логовищ, нор и других убежищ для будущего потомства, поддержания чистоты тела детенышей, то этот инстинкт, по-видимому, свойствен всем млекопитающим без исключения.

Происхождение приспособленностей и их относительность

Ч.Дарвин показал, что адаптации возникают в результате действия естественного отбора. Доказательством относительности приспособлений могут служить следующие примеры:

1) полезные органы в одних условиях становятся бесполезными в иных: сравнительно длинные крылья стрижей, приспособленные к стремительному полету, создают определенные сложности при взлете с земли

2) защитные приспособления от врагов относительны: ядовитые змеи (например, гадюки) поедаются ежами

3) проявление инстинктов может также оказаться нецелесообразным: например, защитная реакция (выпускание струи дурно пахнущей жидкости) скунса, направленная против идущего автомобиля

4) наблюдаемое “переразвитие” некоторых органов, которое становятся помехой для организма: вырастание резцов у грызунов при переходе на питание мягкой пищей.

Учащиеся должны твердо усвоить, что учение Дарвина об относительной приспособленности как результате естественного отбора полностью опровергает идеалистические утверждения о божественном происхождении и абсолютном характере органической целесообразности (К. Линней), а также о врожденной способности организма изменяться под влиянием только в полезную для них сторону (Ламарк).

Закрепление знаний

1. Примером покровительственной окраски является:

а) сходство формы и окраски тела с окружающими предметами;

б) подражание менее защищенного более защищенному;

в) чередование светлых и темных полос на теле тигра.

2. Яркая окраска божьих коровок, многих видов бабочек, некоторых видов змей и других животных, обладающих пахучими или ядовитыми железами, называется:

а) маскировкой;

б) демонстрирующей;

в) мимикрией;

г) предостерегающей.

3. Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

в) только особенностями генотипа.

4. Пример мимикрии:

б) ярко-красная окраска у божьей коровки;

в) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы.

5. Пример маскировки:

а) зеленая окраска у певчего кузнечика;

б) сходство в окраске брюшка у мухи-журчалки и осы;

в) ярко-красная окраска у божьей коровки;

г) сходство в окраске гусеницы и бабочки-пяденицы с сучком.

6. Любая приспособленность организмов носит относительный характер, потому что:

а) жизнь завершается смертью;

б) адаптация целесообразна в определенных условиях;

в) идет борьба за существование;

г) приспособление могут не привести к образованию нового вида.

Список литературы

1. Мамонтов С.Г. Общая биология: Учеб. для студентов средних спец. учеб. заведений – 5-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2003.
2. Общая биология: учеб. для студ. Образоват. учреждений сред. проф. образования/ В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева; под ред. В.М. Константинова. -М.: Издательский центр “Академия”, 2010.