Защитно оцветяване при животните. Мимикрия, камуфлаж и защитно оцветяване

Мимикрия на цвета

Уолъс специално изучава феномена на мимикрията от гледна точка на еволюционната теория. Най-разпространеното и отдавна известно явление е общото съответствие, хармония в цвета на животното с неговото местообитание. Сред арктическите животни бялото оцветяване на тялото е много разпространено. За някои – вътре през цялата година: полярна мечка, полярна сова, арфа; за други, живеещи в райони, освободени от сняг през лятото, кафявият цвят се променя на бял само през зимата: арктическа лисица, хермелин, планински заек. Предимствата на този вид устройство са очевидни.

Друг пример за широко разпространено защитно или хармонично оцветяване се наблюдава в пустините глобус. Насекоми, гущери, птици и животни представят тук огромен избор от форми с пясъчен цвят, във всички възможни нюанси; това се наблюдава не само при малки същества, но дори и при такива големи като степни антилопи, лъвове или камили. До каква степен имитативно оцветяванепредпазва от погледа на врагове, добре познат на всеки ловец; лещарка, горски бекас, бекас, яребица са примери.

Същото явление е представено в най-широк мащаб от морската фауна: риби, раци и други организми, живеещи на дъното, поради цвета и неравностите на повърхността на тялото, са изключително трудни за разграничаване от дъното, на което живеят; Това сходство се засилва в някои случаи допълнително от способността да променя цвета си в зависимост от цвета на дъното, което притежават например главоноги, някои риби и ракообразни. Това действие се извършва автоматично, регулирано най-често от ретината. Светлинната стимулация се предава на пигментни клетки с разминаващи се влакна - хроматофори, способни да се свиват, разширяват и да бъдат заобиколени от ореол независимо един от друг, създавайки множество цветови комбинации. I. Loeb определя механизма на това явление като телефотография на изображение, появяващо се върху ретината върху повърхността на тялото, дифузен трансфер от ретината към кожата.

Сред пелагичните животни на морето, свободно плуващи през целия си живот във водата, се наблюдава една от най-забележителните адаптации в цвета: сред тях има много форми, лишени от всякакъв цвят, със стъклена прозрачност на тялото. Салпи, медузи, гребневици, някои мекотели и червеи и дори риби (ларви на морска змиорка Leptocephalidae) представя редица примери, при които всички тъкани, всички органи на тялото, нерви, мускули, кръв, стават прозрачни, като кристал.

Сред различните случаи на така нареченото хармонично оцветяване се наблюдават и адаптации към известни условия на осветление, игра на светлина и сянка. Животните, които изглеждат ярко оцветени и пъстри извън нормалните условия на живот, всъщност могат напълно да хармонизират и да се слеят с цвета на околната среда. Ярките, тъмни и жълти, напречни ивици на кожата на тигъра лесно го скриват от поглед в гъсталаците на тръстика и бамбук, където живее, сливайки се с играта на светлина и сянка на вертикални стъбла и висящи листа. Кръглите петна по кожата на някои горски животни имат същото значение: елен лопатар ( дама дама), леопард, оцелот; тук тези петна съвпадат с кръглия отблясък на светлината, който слънцето играе в листата на дърветата. Дори пъстротата на кожата на жирафа не е изключение: на известно разстояние жирафът е изключително трудно да се различи от старите стволове на дървета, покрити с лишеи, между които пасе.

Подобно явление е представено от ярки, пъстри риби от коралови рифове.

Мимикрия на формата

Phyllocrania paradoxaима форма и цвят на листа

И накрая, има случаи, когато животните придобиват необикновена прилика не само по цвят, но и по форма с отделни предмети, сред които живеят, което се нарича имитация, М. Особено много са такива примери между насекомите. Гъсеници на пеперуди молци ( Geometridae) живеят на клоните на растенията, с които са сходни по цвят, и имат навика, прикрепени със задните си крака, да се протягат и да държат тялото си неподвижно във въздуха. В това отношение те до такава степен приличат на малки сухи клонки от растения, че и най-зоркото и опитно око трудно може да ги види. Други гъсеници приличат на птичи екскременти, паднали брезови котенца и др.

Известни са случаи на външна прилика с мравки (Myrmecomorphy).

Невероятни адаптации са представени от тропическите пръчковидни насекоми от семейството Phasmidae: имитират цвета и формата на тялото - някои са сухи пръчици дълги няколко инча, други са листа. Пеперуди от род Калимаот Югоизточна Азия, ярко оцветени от горната страна на крилата, когато седнат на клон и сгънат крилата си, те придобиват вид на изсъхнал лист: с къси израстъци на задните крила, пеперудата почива на клона, и те приличат на дръжка; моделът и цветът на задната страна на сгънатите крила са толкова напомнящи за цвета и жилките на изсушен лист, че всъщност в близостпеперудата е изключително трудна за разграничаване от листата. Подобни примери са известни от морската фауна; така, малка рибка от група морски кончета, Phyllopteryx eques, живеещ край бреговете на Австралия, благодарение на многобройните лентовидни и нишковидни кожени израстъци на тялото, той придобива прилика с водораслите, сред които живее. Ясно е каква услуга оказват подобни устройства на животните при избягването на врагове.

Звукова мимикрия

Има много животни, които използват звукоподражанието като защитен механизъм. Това явление се среща главно сред птиците. Например късата сова, живееща в дупки на гризачи, може да имитира съскането на змия.

Хищен скакалец Chlorobalius leucoviridis, разпространен в Австралия, издава звуци, които имитират сигнали за чифтосванеженски цикади, привличащи мъжки от съответния вид.

Хищник и плячка

Пример за мимикрия: цветен паяк върху съцветие

В други случаи сходството на камуфлажа служи, напротив, като средство за хищниците да чакат и дори да привличат плячка, например при много паяци. Различни насекоми от групата на богомолките ( Mantidae) в Индия, докато остават неподвижни, представляват поразителна прилика с цвете, което привлича насекомите, които хващат. И накрая, феноменът на М. в тесния смисъл на думата представлява имитация на животни от друг вид.

Има ярко оцветени насекоми, които по различни причини (например защото са снабдени с жило или защото са в състояние да отделят отровни или отблъскващи вещества на мирис и вкус) са сравнително защитени от атаката на врагове; и до тях понякога има други видове насекоми, лишени от защитни средства, но по външния си вид и окраската си представляват измамна прилика с добре защитените си събратя. В тропическа Америка, пеперуди от сем Хеликониди. Те имат големи, нежни, ярко оцветени крила, като цветът им е еднакъв от двете страни - горната и долната; полетът им е слаб и бавен, никога не се крият, а винаги кацат открито върху горната страна на листата или цветята; те могат лесно да бъдат разграничени от другите пеперуди и са поразителни отдалеч. Всички те имат течности, които излъчват силна миризма; според наблюденията на много автори птиците не ги ядат и не ги пипат; миризмата и вкусът им служат като защита, а яркият цвят има предупредителна стойност; това обяснява големия им брой, бавния полет и навика никога да не се крият. В същите райони летят и някои други видове пеперуди от родовете ЛепталисИ Евтерпа, според структурата на главата, краката и жилките на крилата, дори принадлежащи към различно семейство, Пиериди; но в общата форма и цвят на крилата те представляват т.н точно копиес хеликониди, които в любителските колекции обикновено се смесват и се приемат за един вид с тях. Тези пеперуди нямат неприятните течности и миризма на хеликонидите и следователно не са защитени от насекомоядни птици; но имайки външна прилика с хеликонидите и летейки с тях, също бавно и открито, благодарение на това сходство те избягват нападение. Те са много по-малко на брой; за няколко десетки и дори стотици хеликониди има един лепталид; Изгубени в тълпа от добре защитени хеликониди, беззащитните лепталиди, благодарение на външната си прилика с тях, са спасени от враговете си. Това е камуфлаж, М. Подобни примери са известни от различни разреди насекоми и не само между близки групи, но често и между представители на различни разреди; Известни са мухи, които приличат на земни пчели, пеперуди, които имитират оси и др. Във всички тези случаи М. е придружено от прилики в начина на живот или взаимна зависимост на двата подобни вида. И така, мухи един вид Волуцелапоради приликата си с земни пчели или оси, те могат безнаказано да проникнат в гнездата на тези насекоми и да снасят яйца; Ларвите на мухите се хранят тук с ларвите на собствениците на гнездото.

Овца във вълча кожа

Някои организми, за да избегнат атаки от хищници, които често срещат, се представят за самите хищници. Коста риканска пеперуда Brenthia hexaselenaприлича на паяк по външен вид и движения Фиале формоза(паякът разкрива измамата само в 6% от случаите). Една плодова муха копира зебровия скачащ паяк, който е териториален хищник: след като се срещне с паяк, насекомото разперва крилата си с изобразени върху тях крака на паяк и скача до паяка, а паякът, мислейки, че е навлязъл на територията на някой друг , бяга. В колонии от скитащи мравки в Южна АмерикаИма бръмбари, които копират мравките по мирис и походка.

Колективна мимикрия

Пример за колективна мимикрия сред гъсениците

В колективна мимикрия голяма групаорганизмите с малък размер се събират в плътен клъстер, за да създадат образа на голямо животно (понякога от определен вид) или растение.

растения

Подобни явления са известни между растенията: например мъртвата коприва ( Ламиев албум) от семейство Lamiaceae, листата му много напомнят на коприва ( Urtica dioica), и тъй като копривата е защитена от жилещите си косми от тревопасни животни, това сходство може да служи и като защита за мъртвата коприва.

Растение Pseudopanax thickifolia ( Pseudopanax crassifolius) в младостта си има малки тесни листа, които визуално се сливат с горската почва и нараствайки до 3 m (максималната височина на тревопасната нелетяща птица моа, вече изчезнала), произвежда листа с нормална форма, цвят и размер.

Конвергенция

Но в същото време напоследъкстанаха известни случаи на сходство между два отдалечени вида животни, които изобщо не отговарят на обяснението на Уолъс за това явление, според което един вид е имитация на друг поради по-голямата сигурност на втория вид, като по този начин заблуждава враговете си. Такава е например необикновената прилика между два европейски пеперуда: Дихония априлинаИ Мома орион, които обаче никога не летят заедно, тъй като първият лети през май, вторият през август-септември. Или, например, забележителното сходство между европейската пеперуда Ванеса прорсаи пеперуда от вида Phycioides, открити в Република Аржентина, при такова географско разпространение на тези видове не може да става въпрос за мимикрия. Като цяло М. е само частен случай на явлението конвергенция, конвергенция в развитието, чието съществуване наблюдаваме в природата, но непосредствените причини и условия за което са ни неизвестни.

Вижте също

Научно-популярен филм Дивата природа: камуфлаж и защитно оцветяване
Бейтсианска мимикрия
Мюлерска мимикрия
Мимикрия на Вавилов
Агресивна мимикрия
Псевдокопулация

Бележки

Връзки

Wallace, “Natural Selection”, превод от Wagner (Санкт Петербург, );
Уолъс, „Дарвинизъм“ (L., );
Порчински, „Гъсеници и пеперуди от провинция Санкт Петербург“ („Известия на Руското ентомологично общество“, том XIX и XXV и др.);
Бедард, „Оцветяване на животните“ (L., );
Плато, „Sur quelques cas de faux mimétisme“ („Le naturaliste“);
Haase, „Untersuchungen über die Mimikry” („Bibl. zoolog.” Chun & Leuckart, );
Seitz, „Allgemeine Biologie d. Schmetterlinge“ (Spengel’s „Zool. Jabrb“, 1890-94).
Роджър Кайоа. Мимикрия и легендарна психастения // Caillois R. Мит и човек. Човек и свещеното. М.: ОГИ, 2003, стр. 83-104

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Синоними:

В превод означава маскиране, имитация.

Има случаи, когато животните придобиват изключителна прилика не само по цвят, но и по форма с отделни предмети, сред които живеят, което се нарича имитация. Има особено много такива примери между насекомите.

Гъсениците на пеперудите молци (Geometridae) живеят върху клоните на растенията, с които са сходни по цвят, и имат навика да се прикрепят със задните си крака, като разтягат телата си и ги държат неподвижни във въздуха. В това отношение те до такава степен приличат на малки сухи клонки от растения, че и най-зоркото и опитно око трудно може да ги види. Други гъсеници приличат на птичи екскременти, паднали брезови котенца и др.

Тропическо пръчково насекомо (Phyllocrania paradoxa)

Тропическите пръчици от семейство Phasmidae проявяват невероятни адаптации: те имитират цвета и формата на тялото - някои са сухи пръчици с дължина няколко инча, други са листа. Пеперудите от род Kallima от Югоизточна Азия, ярко оцветени от горната страна на крилата, когато седнат на клон и сгънат крилата си, придобиват вида на изсъхнал лист: с къси израстъци на задните крила, пеперудата почива на клона и приличат на листна дръжка; моделът и цветът на задната страна на сгънатите крила са толкова напомнящи за цвета и жилките на изсушен лист, че на много близко разстояние е изключително трудно да се различи пеперудата от листата.

Различават се три основни типа мимикрия – апатична, сематична и епигамна.

Апатичната мимикрия е приликата на даден вид с обект в неговата среда. естествена среда– животински, растителен или минерален произход. Поради разнообразието от такива обекти, този тип мимикрия попада в много по-малки категории.

Сематична (предупредителна) мимикрия е имитация във форма и цвят на вид, избягван от хищници поради неговото присъствие специални средствазащита или неприятен вкус. Намира се в ларви, нимфи, възрастни и вероятно дори какавиди.

Епигамна мимикрия или оцветяване може да се наблюдава при полово диморфни видове. Неядливо животно се имитира или от мъже, или от жени. В този случай женските понякога имитират няколко различно оцветени вида, които се срещат или в даден район през различни сезони, или в различни части от ареала на имитиращия вид. Дарвин смята, че този тип мимикрия е резултат от полов подбор, при който беззащитната форма става все по-подобна на защитената, тъй като по-малко съвършените имитатори се унищожават от естествените врагове. Тези, които успяват да копират по-точно външния вид на някой друг, оцеляват благодарение на това сходство и раждат потомство.

Corymica spatiosa(женски пол)

Cleora injectaria

Cleora replusaria

Coremecis nigrovittata

Antitrygodes vicina

Antitrygodes divisaria

Мимикрията, в най-тесния смисъл на думата, е имитация от вид, беззащитен срещу някои хищници, на външния вид на друг вид, който се избягва от тези хищници поради неядливост или наличието на специални средства за защита. В по-широк смисъл мимикрията е имитативна прилика на някои животни, предимно насекоми, с други видове живи организми или негодни за консумация предмети външна среда, осигурявайки защита от врагове. В същото време е трудно да се направи ясна граница между мимикрията и защитното оцветяване или форма. Мимикрията е една от най-малко проучените области на ентомологията.

Например пеперудата Limenitis archippus имитира пеперудата Danaus plexippus, която не се яде от птиците, защото има неприятен вкус. Въпреки това, мимикрията, приложена към насекомите, може да се нарече и няколко други вида защитни адаптации. Например, пръчковото насекомо изглежда като „нежива“ тънка клонка. Моделът на крилата на много пеперуди ги прави почти неразличими на фона на дървесна кора, мъхове или лишеи. От една страна, строго погледнато, това защитно оцветяване, обаче, има и очевидна защитна имитация на други обекти, т.е. Това е, в широк смисъл, мимикрия.

Различават се три основни типа мимикрия – апатична, сематична и епигамна.

Апатична мимикриясе нарича сходството на вида с обект от заобикалящата го природна среда - животински, растителен или минерален произход. Поради разнообразието от такива обекти, този тип мимикрия попада в много по-малки категории.

Хиляди видове насекоми имитират животински екскременти по външния си вид. Много бръмбари прибягват до тази форма на мимикрия, която допълва приликата им с животински изпражнения, като се преструват на мъртви, когато усетят опасност. Други бръмбари приличат на семена от растения в латентно състояние.

Най-удивителните имитатори включват представители на порядъка на пръчковидни насекоми или призрачни насекоми. В покой тези насекоми почти не се различават от тънките клонки. При първата поява на опасност те замръзват, но когато страхът премине, започват да се движат бавно и ако след кратък период от време отново бъдат обезпокоени, падат от растението на земята. Известните представители на семейството на листата, открити в регионите на Тихия океан и Южна Азия, са толкова подобни на листата на някои растения, че могат да бъдат забелязани само когато се движат. В това отношение единствените, които могат да им съперничат, са листните пеперуди, които на клон са неразличими от сух лист на растение. Някои видове дневни пеперуди са избрали различен метод на камуфлаж: крилата им са прозрачни, така че тези насекоми са почти невидими по време на полет.

Може би един от най-ефективните видове мимикрия е пълната загуба на външна прилика на животно с одушевен обект или нещо специфично като цяло (вид „антимимикрия“). Известни са буболечки, чиято форма на краката, гърдите или главата е толкова нетипична за живите същества, че насекомото като цяло изглежда напълно „неподобно на буболечка“. При някои хлебарки, скакалци, дървеници, паяци и много други видове „разчленяващото“ оцветяване на тялото, състоящо се от неправилни ивици и петна, сякаш нарушава контурите му, позволявайки на животното да се слее по-пълно с фона. Краката, антените и други части на тялото понякога изглеждат толкова „нетипични“, че само това плаши потенциалните хищници.

Сематична (предупредителна) мимикрия- това е имитация по форма и цвят на вид, избягван от хищниците поради наличието на специални средства за защита или неприятен вкус. Намира се в ларви, нимфи, възрастни и вероятно дори какавиди.

Безобидните дневни насекоми често постигат външна прилика с жилещи или неядливи видове благодарение на движенията на двуцветните си крака. Пчелите и осите служат като любими модели за подражание. Техният външен вид и поведение се копират от много видове мухи. Някои от имитаторите не само използват окраската на осите, но когато бъдат хванати, се преструват, че ще жилят и бръмчат почти по същия начин като „оригиналите“. Много видове молци от няколко семейства също приличат на пчели и оси - в полет или в покой.

Данаидските пеперуди и много видове лястовичи опашки, срещащи се в много региони на Югоизточна Азия и Австралия, имат неприятен вкус за птици и други хищници. Външният им вид е копиран максимално годни за консумация видовелястовичи опашки и пеперуди от други семейства. Освен това понякога платноходките и данаидите, защитени от врагове, копират външния вид не по-малко умело от техните беззащитни имитатори. Подобна ситуация се наблюдава в тропиците на Америка и Африка. Един от класическите примери за мимикрия е африканската пеперуда Hypolimmas misippus, която в зависимост от географския район имитира различни видове Danaids и по този начин самият той е представен от външно различни форми.

Гъсениците на един от южноамериканските видове ястребови молци изглеждат изключително незабележими в спокойно състояние, но ако бъдат обезпокоени, те се издигат и извиват тялото си, издувайки предния му край. Резултатът е пълна илюзия за змийска глава. За по-голяма автентичност гъсениците бавно се люлеят от една страна на друга.

IN Северна АмерикаНай-яркият пример за мимикрия е имитацията на пеперудата Limenitis archippus (нейната английско име– вицекрал, вицекрал) към друга пеперуда – Danaus plexippus (тази голяма красива пеперуда се нарича монарх). Те са много сходни по цвят, въпреки че имитацията е малко по-малка от оригинала и има „допълнителна“ черна дъга на задните крила. Тази мимикрия е ограничена до възрастни (възрастни), а гъсениците на двата вида са напълно различни. „Оригиналът“ има гъсеници с ярка черно-жълто-зелена шарка, която смело се показва на птици и други хищници. Ларвите на вида имитатор, напротив, са незабележими, петнисти и приличат на птичи изпражнения. Така възрастният етап тук служи като пример за мимикрия в тесния смисъл на думата, а гъсеницата показва защитно оцветяване.

Паяците са най-лошите врагове на насекомите. Някои мравки и други насекоми на определени етапи от развитието си приличат на паяци по външен вид и навици. Въпреки това, паякът Synemosina antidae е толкова подобен на мравка, че само като се вгледате отблизо, можете да разпознаете мимикрията.

Важен показател, който влияе върху ефективността на мимикрията, е съотношението на броя на копираните и копиращите видове. Една неядлива форма, копирана от друг вид, очевидно трябва да е толкова изобилна, че естествените врагове много бързо (след първите един или два опита да се насладят на индивиди със съответния вид) се научават да я избягват. Ако имитаторите са повече от оригиналите, такова обучение естествено ще се забави и от това ще страдат както оригиналът, така и копието. По правило броят на копираните индивиди е многократно по-голям от този на копиращите индивиди, въпреки че може да има редки изключения, например когато условията за развитие за първите са неблагоприятни, докато за вторите те са близки до идеалните.

Епигамна мимикрия, или оцветяване, може да се наблюдава при полово диморфни видове. Неядливо животно се имитира или от мъже, или от жени. В този случай женските понякога имитират няколко различно оцветени вида, които се срещат или в даден район през различни сезони, или в различни части от ареала на имитиращия вид. Дарвин смята, че този тип мимикрия е резултат от полов подбор, при който беззащитната форма става все по-подобна на защитената, тъй като по-малко съвършените имитатори се унищожават от естествените врагове. Тези, които успяват да копират по-точно външния вид на някой друг, оцеляват благодарение на това сходство и раждат потомство.

Защитното оцветяване е защитният цвят и форма на животните, които правят стопаните им невидими в техните местообитания. По същество това е гледка пасивна защитаот естествени хищници. Защитното оцветяване е съчетано с определено поведение на собственика му. Обикновено животното се крие на фон, който съответства на цвета му, освен това заема определена поза. Например, много пеперуди са разположени на повърхността на дърво по такъв начин, че петната по крилете им съвпадат с петната по кората, а горчивката, която гнезди в тръстиките, разтяга тялото си по стъблата на растенията в случай на опасност.

Ролята на пасивната защита в живота на животните

Защитното оцветяване е особено важно за защитата на организми на ранен етап от онтогенезата (ларви, яйца, пилета), както и за възрастни индивиди, които водят заседнал начин на живот или са в покой (например, спят) за дълъг период от време. Освен това той играе важна роля в условията на бърза промяна заобикаляща среда. По този начин много животни имат способността да променят цвета си, когато се преместят на различен фон. Например агама, писия, хамелеон. В умерените географски ширини много животни и птици са податливи на сезонна промянацветове.

Обичайно е да се разграничават три вида покровителствена демонстрация и мимикрия. Всички те възникват в резултат на взаимодействието на живите същества в биогеоценозата на фона на определени условия на околната среда. Защитното оцветяване е биоценотична адаптация, развита в резултат на съчетаната еволюция на хищници и плячка. В допълнение към защитните цветове има и предупредителни, привличащи и разчленяващи цветове.

Защитно боядисване

Както бе споменато по-горе, защитната окраска на животните винаги прилича на средата, в която живеят. Например, пустинните гущери или змии имат жълто-сив цвят, който съответства на растителността и почвата, а обитателите на снежните райони имат бели пера и козина. Този камуфлаж на животните им позволява да останат невидими за враговете. Може да е до известна степен същото за жителите на напълно различни природни зони. Например богомолките или скакалците, гущерите или жабите, живеещи в тревната зона на средната зона, се характеризират със зелен цвят. Той също така преобладава при насекоми, влечуги, земноводни и дори някои видове птици. тропически гори. Често защитното боядисване може да включва шарка. Например лентовите пеперуди имат шарка от много ивици, петна и линии на крилата си. Когато седнат на дърво, те напълно се сливат с шарката на кората му. Още едно важен елементЗащитното оцветяване е ефектът на контрасянката - това е, когато осветената страна на животното има по-тъмен цвят от тази в сянка. Този принцип се наблюдава при рибите, които живеят в горни слоевевода.

Сезонно оцветяване

Например, помислете за жителите на тундрата. Така яребиците или арктическите лисици през лятото имат кафяв цвят, който съответства на цвета на растителността, камъните и лишеите, а през зимата става бял. Също така жителите на средната зона, като лисици, невестулки, зайци и хермелини, променят цвета на козината си два пъти годишно. Сезонни цветове съществуват и при насекомите. Например, листна муха със сгънати крила е изненадващо подобна на лист от дърво. През лятото е зелено, а през есента става кафяво-жълто.

Репелентно оцветяване

Животните с ярки цветове са ясно видими, те често остават отворени и не се крият в случай на опасност. Те не трябва да внимават, тъй като често са отровни или негодни за консумация. Тяхното предупредително оцветяване сигнализира на всички около тях - не ги докосвайте. Най-често включва различни комбинации от следните цветове: червено, черно, жълто, бяло. Като пример могат да се посочат редица насекоми: оси, пчели, стършели, калинки и др.; и животни: жаби, саламандри. Например слузта на отровната жаба е толкова отровна, че се използва за лечение на върхове на стрели. Една такава стрела може да убие голям леопард.

Нека да разгледаме какво се разбира под този термин. Мимикрията при животните е приликата на беззащитни видове с добре защитени видове. Подобно явление в природата е открито за първи път при южноамериканските пеперуди, така че в ята от гиликониди (неядливи за птици) са забелязани бели пеперуди, които са много сходни по цвят, размер, форма и стил на полет с първите. Това явление е широко разпространено сред насекомите (стъклените пеперуди се маскират като стършели, сифидните мухи като оси и пчели), рибите и змиите. Е, разгледахме какво е мимикрия, сега нека да разгледаме концепцията за форма, разделяне и промяна на цвета.

Защитна форма

Има много животни, чиято форма на тялото е подобна различни предметизаобикаляща среда. Такива свойства ги спасяват от врагове, особено ако формата е комбинирана със защитно оцветяване. Има много видове гъсеници, които могат да се простират под ъгъл към клон на дърво и да замръзнат, като в този случай те стават като клонка или клонка. Приликите с растенията са широко разпространени в тропически видове diabolical, cicada adelungia, cyclopera, acridoxena и др. Морският клоун или парцаленият кон могат да се маскират с помощта на тялото.

Разчленяващо оцветяване

Оцветяването на много представители на животинския свят е комбинация от ивици и петна, които не съответстват на формата на собственика, но в тон и модел се сливат с околния фон. Това оцветяване сякаш разчленява животното, откъдето идва и името му. Пример за това е жираф или зебра. Техните петнисти и раирани фигури са почти незабележими сред растителността на африканската савана, особено привечер, когато отиват на лов.При някои земноводни може да се наблюдава голям камуфлажен ефект поради разчлененото оцветяване. Например тялото на южноафриканец Буфо жаби superciliaris визуално се разделя на две части, в резултат на което напълно губи формата си. Много от тях имат и различни цветове, което ги прави невидими на фона на паднали листа и пъстра растителност. В допълнение, този тип маскировка се използва активно от жителите подводен святи насекоми.

Смяна на цвета

Това свойство прави животните незабележими при промяна на средата. Има много риби, които могат да променят цвета си, когато фонът се промени. Например камбала, таласома, луна, кости, меки и др. Гущерите също могат да променят цвета си, това се проявява най-ясно в дървесния хамелеон. В допълнение, мекотелото на октопода променя цвета си в случай на опасност; той също може умело да се маскира под почви от всякакъв цвят, като същевременно повтаря най-хитрия орнамент на морското дъно. Различни ракообразни, земноводни, насекоми и паяци майсторски управляват своите цветове.

Текуща страница: 11 (книгата има общо 19 страници) [наличен пасаж за четене: 13 страници]

Шрифт:

100% +

34. Основни насоки на еволюцията

Помня!

Жизнени форми на растения и животни Хищници

Има три основни направления на еволюцията, всяка от които води до просперитета на група организми: 1) ароморфоза (морфофизиологичен прогрес); 2) идиоадаптация; 3) обща дегенерация.

Ароморфоза(от гръцки Иро- Вдигам, морф– образец, форма) означава усложняване на структурната и функционална организация, издигайки я на по-високо ниво високо ниво. Промените в структурата на животните в резултат на ароморфозата не са адаптации към специални условия на околната среда; те са от общ характер и позволяват по-широко използване на условията на околната среда (нови източници на храна, нови местообитания).

Ароморфозите осигуряват преход от пасивно към активно хранене (появата на челюсти при гръбначните животни), увеличават подвижността на животните (появата на скелета като място за закрепване на мускулите и замяната на слоевете гладка мускулатура при червеите със снопове набраздени мускули при членестоноги), дихателна функция (появата на хрилете и белите дробове), снабдяване на тъканите с кислород (появата на сърцето при рибите и разделянето на артериалния и венозния кръвен поток при птици и бозайници). Всички тези промени, без да са частични адаптации към специфични условия на околната среда, повишават интензивността на дейността на животните и намаляват зависимостта им от условията на живот.

Всички ароморфози се запазват по време на по-нататъшната еволюция и водят до появата на нови големи систематични групи– класове, типове, някои разреди (при бозайниците).

Идиоматична адаптация(от гръцки идиот- особеност, адаптация- адаптация) - адаптиране към специални условия на околната среда, полезни в борбата за съществуване, но не променящи нивото на организация на животни или растения. Тъй като всеки вид организъм живее в определени местообитания, той развива адаптации специално към тези условия. Различните видове идиоадаптации включват защитното оцветяване на животните, бодлите на растенията и плоската форма на тялото на скатовете и писията. В зависимост от условията на живот и начина на живот петопръстият крайник на бозайниците претърпява множество трансформации. На фигура 66 помислете колко разнообразни са формите на крайниците сред представителите на разредите на гризачи и лагоморфи. По същия начин и разликите външен види подробности за структурата на животните, принадлежащи към редовете на артиодактилите и калозите (фиг. 67), са причинени от неравностойните условия на тяхното съществуване.

След появата на ароморфозите и особено когато група животни навлизат в ново местообитание, адаптирането на отделните популации към условията на съществуване започва именно чрез идиоадаптации. По този начин класът птици в процеса на заселване на сушата даде огромно разнообразие от форми. Като се има предвид структурата на колибри, врабчета, канарчета, орли, чайки, папагали, пеликани, пингвини и др., Можем да стигнем до извода, че всички разлики между тях се свеждат до частни адаптации, въпреки че основните структурни характеристики на всички птици са същото (фиг. 68, 69).

Крайната степен на адаптация към ограничените условия на живот се нарича специализации.Яденето само на един вид храна и животът в хомогенна и постоянна среда води до факта, че организмите не могат да живеят извън тези условия. Те включват колибри, които се хранят само с нектар от цветя на тропически растения, мравояди, които се специализират в храненето изключително с мравки, и хамелеони, които са приспособени да живеят на тънки клони на дървета.

Ориз. 66. Видове гризачи (3–8) и зайцеобразни (1,2)

Ориз. 67. Видове парнокопитни (1–6) и калози (7)

Ориз. 68. Характерна формаЧовката на боровата кръстоноска, която се храни с борови семена, се различава рязко от човката на птиците, чиято храна е насекоми или семена от други растения

Ориз. 69. Формата на клюна при различните видове чинки зависи от естеството на храната

Ориз. 70. Трихинела от мускулна тъкан

Преходът към заседнал начин на живот и пасивно хранене (например асцидия - виж фиг. 34) е придружен от опростяване на организацията и премахване на конкуренцията с други видове, което също води до запазване на вида.

1. Назовете основните направления на еволюцията на организмите.

2. Дайте примери за ароморфози в растенията.

3. Разгледайте фигури 66 и 67. Дайте примери за идиоадаптации при бозайници.

5. Съгласни ли сте с твърдението, че общата дегенерация може да допринесе за биологичния просперитет и успех? Обосновете отговора си.

6. Какъв биологичен механизъм осигурява движението на групи организми в една или друга еволюционна посока?

7. Може ли да се каже, че еволюцията може да бъде както прогресивна, така и регресивна? Обосновете отговора си.

Работа с компютър

Потърсете в интернет

35. Видове еволюционни промени

Помня!

Хомоложни органи Модификации на листа

Модификации на издънки Ровящи се животни

Скачащи животни Пълзящи животни

Разминаване.Появата на нови форми винаги е свързана с адаптирането към местните географски и екологични условия на съществуване. По този начин класът на бозайниците се състои от множество разреди, чиито представители се различават по вида на храната, характеристиките на местообитанията, т.е. условията на живот (насекомоядни, хироптери, хищници, парнокопитни, китоподобни и др.). Всеки от тези разреди включва подразреди и семейства, които от своя страна се характеризират не само със специфични морфологични характеристики, но и с екологични характеристики (бягащи, скачащи, катерещи, ровещи, плуващи форми). Във всяко семейство видовете и родовете се различават по начин на живот, хранителни продукти и т.н.

Както отбелязва Дарвин, лежи основата на целия еволюционен процес разминаване(от лат. диверго– Отклонявам се, тръгвам си). Това е процес на разминаване на характеристиките на организмите, произтичащи от общ предшественик в хода на тяхната адаптация към различни условияместообитание. Не само видовете, но и родовете, семействата и разредите могат да се различават.

Листата на растенията, в зависимост от условията, могат да се превърнат в пипала (в грах), в игли (в берберис), в бодли (в кактус), но всичко това са модифицирани листа. Коренището на момината сълза, картофените клубени и луковиците на лука, макар и толкова различни на външен вид, са модифицирани издънки. Основата на дивергентната еволюция е общ генофонд. Семейни връзкимежду групи организми, образувани по време на процеса на дивергенция, могат да бъдат установени чрез изучаване хомоложни органи- органи, които имат общ произходи подобен строителен план (виж § 12).

Конвергенция.При едни и същи условия на съществуване животните, принадлежащи към различни, често отдалечени систематични групи, могат да придобият подобна структура. Такова сходство на структурата възниква при сходство на функциите и е ограничено само до органи, пряко свързани със същите фактори на околната среда. Това явление се нарича конвергенция(от лат. Convergo- все по-близо, все по-близо).

В същото време исторически създадената организация като цяло никога не претърпява конвергенция. Външно хамелеоните и катерещите се агами, които живеят на клоните на дърветата, са много сходни, въпреки че принадлежат към различни подразреди (фиг. 71). Конвергентни прилики се откриват в крайниците на различни животни, водещи ровен начин на живот (фиг. 72). Същият начин на живот на торбестите и плацентарни бозайнициги доведе независимо един от друг до сходството на много структурни характеристики. Европейската къртица и торбеста къртица, торбест летец и летяща катерица, торбестият вълк прилича на „истински“ вълк. Ярък пример за появата на подобни структури в несвързани групи организми е структурата на окото на октопод и човек (фиг. 73).

Организмите, способни да летят, имат крила и други приспособления (фиг. 74). Но крилете на птицата и прилеп- модифицирани предни крайници и крила на пеперуда - израстъци на стената на тялото.

По време на развитието на сушата, несвързани групи животни, членестоноги и гръбначни, развиват адаптации за задържане на вода в тялото - плътни обвивки с водоустойчив външен слой. Повечето водни животни обикновено отделят продуктите от азотния метаболизъм под формата на амоняк с големи количества вода. При сухоземните животни азотът се отделя под формата на пикочна киселина, което позволява максимално намаляване на консумацията на вода. Така в процеса на еволюцията физиологичното усъвършенстване на несвързани организми се извършва по сходни начини на базата на структури с различен произход. Тези органи, които имат различен произход, но изпълняват подобни функции, т.нар подобни тела.

Ориз. 71. Хамелеон (вляво) и катереща се агама (вдясно)

Ориз. 72. Конвергентно сходство на крайниците на насекомо (къртица, щурец, вляво) и бозайник (къртица, вдясно), водещи ровен начин на живот

Ориз. 73. Устройство на окото на октопод (А) и човек (Б): 7 – зрителен нерв; 2 – ретина; 3 – стъкловидно тяло; 4 – леща; 5 – ирис; 6 – предна камера на окото; 7 – роговица

Ориз. 74. Приспособления за плъзгащ се полет при бозайници, влечуги и земноводни. На снимката: гущер (отгоре) и летящи катерици (отдолу)

Необратимостта на еволюцията.ДА СЕ Общи правилаПравилото за необратимост на еволюционните трансформации важи за еволюцията на групи от живи организми. Така че, ако на някакъв етап влечугите са възникнали от примитивни земноводни, тогава с по-нататъшна еволюция влечугите не могат отново да породят земноводни, а земноводните от своя страна няма да се превърнат в риба с течение на времето. Върналите се във водата сухоземни гръбначни животни (сред влечугите - ихтиозаврите, сред бозайниците - китоподобните и перконогите) не са станали риби. Предишната история на развитие за всяка група организми не минава без следа и адаптирането към средата, в която някога са живели предците, се извършва на различна генетична основа.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Какво определя разминаването на характерите в сродни групи организми и появата на външно сходство в несвързани?

2. Разширете и сравнете съдържанието на понятията „дивергенция” и „конвергенция”.

3. Дайте примери за подобни и хомоложни органи. Как можете да докажете, че посочените структури принадлежат към една или друга група органи?

4. Докажете, че дивергентното или конвергентното развитие на групи от живи организми има адаптивен характер. Дай примери.

5. Каква е същността на необратимостта на еволюцията?

Работа с компютър

Вижте електронното приложение.Проучете материала на урока и изпълнете поставените задачи.

Потърсете в интернетсайтове, чиито материали могат да служат като допълнителен източник на информация, разкриваща съдържанието ключови понятияпараграф.

Пригответе се за следващия урок.Използвайки допълнителни източници на информация (книги, статии, интернет ресурси и др.), Направете доклад за ключови думии фрази в следващия параграф.

Глава 13. Адаптация на организмите към условията на околната среда в резултат на еволюцията

Растенията и животните са удивително адаптирани към условията на средата, в която живеят. Понятието „адаптивност на вида“ включва не само външни признаци, но и съответствието на структурата вътрешни органифункциите, които изпълняват (например дългият и сложен храносмилателен тракт на преживните животни, които се хранят с растителна храна). Съответствието на физиологичните функции на организма с условията на живот, тяхната сложност и разнообразие също са включени в понятието фитнес.

Индикатори за добра годност на група организми са нейните големи числа, широк диапазон и голям бройподчинени систематични групи. Систематична група (вид, род, семейство и т.н.) е в състояние на просперитет или биологичен прогрес, ако включва значителен брой систематични групи от по-нисък ранг. Например, в рамките на един ред винаги има много семейства, които на свой ред включват голямо числородове, които също са богати на съставните си видове. По този начин, биологичен прогреспредставлява резултат от успех в борбата за съществуване.

Липсата на необходимото ниво на годност води до депресивно състояние на таксономичната група - биологична регресия– намаляване на числеността, намаляване на обхвата, намаляване на броя на систематичните групи от по-нисък ранг. Биологичната регресия е изпълнена с опасност от изчезване. Например, в резултат на увеличения отстрел броят на самурите рязко е намалял и ареалът на разпространение е стеснен. Усурийският тигър, гренландският кит, пясъчната котка и други животни са на ръба на изчезване.

36. Адаптивни особености на структурата и поведението на животните

Помня!

Защитно оцветяване Предупредително оцветяване

Адаптивно поведение Демонстративно поведение

Мимикрия тигър Зебра Костенурка Скат Камбала

При животните е адаптивен форма на тялото.Добре познат външен вид воден бозайник- делфин. Движенията му са леки и прецизни, а скоростта му във вода достига 40 км/ч. Плътността на водата е 800 пъти по-висока от плътността на въздуха. Как успява делфинът да го преодолее? Това се улеснява от торпедообразната форма на тялото му, поради което не се образуват турбуленции в потока вода, протичащ около делфина, който възпрепятства движението.

Обтекаемата форма на тялото допринася за бързо движениеживотни и въздушна среда. Летащите и контурните пера, покриващи тялото на птицата, напълно изглаждат формата му. Птиците нямат стърчащи уши, те обикновено прибират краката си по време на полет. В резултат на това те далеч превъзхождат всички други животни по скорост на движение. Например соколът скитник се хвърля към плячката си със скорост до 290 км/ч. Птиците се движат бързо дори във вода. Наблюдаван е подбрадичен пингвин да плува под вода със скорост около 35 км/ч.

При животните, които водят скрит начин на живот, са полезни адаптациите, които им придават прилика с обектите в околната среда. Този метод на защита се нарича маскировка.Странната форма на тялото на рибите, живеещи в гъсталаци от водорасли (фиг. 75, 76), им помага успешно да се скрият от врагове. Сходството с обекти в тяхната среда е широко разпространено сред насекомите. Известни са бръмбари, които на външен вид приличат на лишеи, цикади, подобни на бодлите на храстите, сред които живеят. Пръчките и гъсениците на молци изглеждат като кафяви или зелени клонки (фиг. 78), а някои насекоми имитират листата на дърветата и храстите, сред които живеят (фиг. 77, 79). Рибите, които водят дънен начин на живот, имат тяло, сплескано в дорзално-вентрална посока.

Средство за защита срещу врагове също е защитно оцветяване.Благодарение на него птиците, които мътят яйца на земята, се сливат с околния фон. Техните яйца, които имат пигментирана черупка, и излюпващите се от тях пиленца също са почти незабележими (фиг. 80, 81). Защитният характер на пигментацията на яйцата се потвърждава от факта, че при птици, чиито яйца са недостъпни за враговете, защитното оцветяване на черупката не се развива.

Ориз. 75. Форма на тялото морско конче(вляво) го прави невидим на фона на водорасли

Ориз. 76. Скучният цвят и удълженото тяло на рибата-тръбопровод им позволяват да се скрият в гъсталаците на водорасли

Защитното оцветяване е широко разпространено сред голямо разнообразие от животни. Гъсениците на пеперудите често са зелени, цвета на листата, или тъмни, цвета на кората или земята. Дънните риби обикновено са оцветени в съответствие с цвета на пясъчното дъно (скат и писия). В същото време писията също може да променя цвета си в зависимост от цвета на околния фон (фиг. 82). Способността за промяна на цвета чрез преразпределение на пигмента в обвивката на тялото е известна и при сухоземните животни, например при хамелеона (фиг. 83). Пустинните животни обикновено са жълто-кафяви или пясъчно-жълти на цвят. Монохромният защитен цвят е характерен както за насекоми (скакалци), така и за малки гущери, както и за големи копитни животни (антилопи, елени) и хищници (лъвове).

Ориз. 77. Индийски растителен бъг

Ориз. 78. Гъсеница на молец в поза за почивка

Ориз. 79. Пеперуда Callima на храст

Ако фонът на околната среда се променя в зависимост от сезона на годината, много животни променят цвета си. Например, при жителите на средни и високи географски ширини (арктическа лисица, заек, хермелин, бяла яребица) след есенно линеенекозината или оперението побеляват, което ги прави невидими в снега.

Въпреки това, често при животните оцветяването на тялото не ги маскира, а напротив, привлича вниманието към тях. Това оцветяване е характерно например за отровни или жилещи насекоми: пчели, оси, мехури. калинка, много забележимо, птиците не кълват заради отровния секрет, който отделя. Ярък предупредително оцветяванеимат неядливи гъсеници, много Отровни змии. Това оцветяване предупреждава хищника предварително за безсмислието и дори опасността от нападение. Използвайки метода „проба-грешка“, хищниците бързо се научават да „заобикалят“ потенциалната плячка с предупредително оцветяване.

Ориз. 80. Тундрова яребица в гнездото

Ориз. 81. Малка клечка, снасяща яйца

Защитният ефект на защитното оцветяване се увеличава, когато се комбинира с подходящо поведение. Например горчивия гнезди в тръстиката. В моменти на опасност тя извива врат, вдига глава и замръзва. В това положение е трудно да се открие дори от близко разстояние. Много други животни, които нямат средства за активна защита, в случай на опасност заемат поза за почивка (насекоми, риби, земноводни, птици) (виж фиг. 78). Предупредителното оцветяване при животните, напротив, се комбинира с демонстративно поведение, което плаши хищниците (фиг. 84).

Ориз. 82. Някои дънни риби, като камбала, имат способността да адаптират цвета си към цвета и природата на морското дъно

Ориз. 83. Хамелеоните променят цвета си, за да съответстват на заобикалящата ги среда

Освен оцветяването, при животните и растенията се наблюдават и други средства за защита. Растенията често развиват игли и шипове, които ги предпазват от изяждане от тревопасни животни (кактуси, шипки, глог, морски зърнастец и др.). Същата роля играят и токсичните вещества, които изгарят космите, например в копривата. Кристалите на калциевия оксалат, които се натрупват в бодлите на някои растения, ги предпазват от изяждане от гъсеници, охлюви и дори гризачи. Образуванията под формата на твърдо хитиново покритие в членестоноги (бръмбари, раци), черупки в мекотели, рогови щитове в крокодили, черупки в броненосци и костенурки (фиг. 88) ги спасяват от много врагове. Перцата на таралежите и бодливите свине служат за същата цел. Всички тези устройства могат да се появят само като резултат естествен подбор, т.е. преференциално оцеляване на по-добре защитени индивиди.

Ориз. 84. Плашещата поза на австралийския брадат гущер често плаши враговете от него.

Ориз. 85. Пеперудата Danaid (вляво) дължи неядливостта си на факта, че нейните гъсеници се хранят с листата на отровно растение. Тъканите му съдържат вещества, които причиняват тежко отравяне при птиците. Птиците бързо се научават да не докосват данаидите, а в същото време и техните имитатори - ядливите нимфалиди (вдясно)

Ориз. 86. Яйце от малка кукувица в гнездо на малък копривар (вляво). Вдясно е млада малка кукувица

Ориз. 87. Много птици са принудени да хранят пилетата на кукувицата. Горе коприварка храни глухо пиле кукувица. Отдолу сибирска сврачка храни пиленце от индийска кукувица. Приемните родители изпълняват задълженията си, въпреки факта, че пилетата са по-големи от тях

Ориз. 88. Дебелата черупка на слонската костенурка надеждно я защитава дори от големи хищници

За оцеляването на организмите в борбата за съществуване голямо значениеТо има адаптивно поведение.В допълнение към скриването или демонстративното, плашещо поведение при приближаване на враг, има много други възможности за адаптивно поведение, които гарантират оцеляването на възрастни или млади. Така много животни съхраняват храна за неблагоприятния сезон на годината. В пустините за много видове времето на най-голяма активност е през нощта, когато жегата намалява.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Дайте примери за приспособяването на организмите към условията на живот въз основа на вашите собствени наблюдения.

2. Защо някои животни имат ярки, демаскиращи цветове, докато други, напротив, имат защитни цветове?

3. Каква е същността на мимикрията? Сравнете мимикрия и камуфлаж. Какви са основните им различия? По какво си приличат?

4. Прилага ли се естественият подбор за поведението на животните? Дай примери.

5. Какви са биологичните механизми за възникване на адаптивно (скриващо и предупредително) оцветяване при животните?

6. Има ли живи организми, които нямат адаптивни характеристикисгради? Обосновете отговора си.

7. Очертайте абзаца си.

Работа с компютър

Вижте електронното приложение.Проучете материала на урока и изпълнете поставените задачи.

Потърсете в интернетсайтове, чиито материали могат да служат като допълнителен източник на информация, която разкрива съдържанието на ключовите понятия на параграфа.

Пригответе се за следващия урок.Използвайки допълнителни източници на информация (книги, статии, интернет ресурси и т.н.), направете отчет, като използвате ключовите думи и фрази в следващия параграф.

$моб_инфо$