A natureza relativa do condicionamento físico. Adaptação dos organismos e sua relatividade
Qual é a natureza relativa de qualquer adaptação dos organismos ao seu ambiente?
=Qual é a natureza relativa do condicionamento físico?
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Quando as condições mudam, o condicionamento físico pode se tornar inútil ou prejudicial. Por exemplo, uma mariposa branca é claramente visível em uma parede vermelha.
A borboleta pavão tem manchas brilhantes nos olhos apenas na parte superior das asas. Cite o tipo de sua cor, explique o significado da cor, bem como a natureza relativa de sua adaptabilidade.
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Tipo de coloração - mimetismo.
Significado da cor: um predador pode confundir as manchas oceladas nas asas de uma borboleta com olhos grande predador, fique com medo e hesite, o que dará tempo à borboleta para escapar.
Relatividade da aptidão: a cor brilhante torna a borboleta visível aos predadores; o predador pode não ter medo do padrão ocelado nas asas da borboleta.
A mosca da vespa é semelhante em cor e formato do corpo à vespa. Cite o tipo de dispositivo de proteção que ela possui, explique seu significado e a natureza relativa do dispositivo.
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Tipo de dispositivo de proteção - mimetismo.
Significado: a semelhança com uma vespa dissuade predadores.
Relatividade: a semelhança com uma vespa não garante a sobrevivência, porque há aves jovens que ainda não desenvolveram o reflexo e aves especializadas em urubus.
Cite o tipo de dispositivo de proteção contra inimigos, explique sua finalidade e natureza relativa em peixes pequenos cavalo-marinho- um catador de trapos que vive em profundidades rasas entre as plantas aquáticas.
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O tipo de dispositivo de proteção é a camuflagem.
A semelhança do pipit com as algas o torna invisível aos predadores.
Relatividade: tal semelhança não lhes dá garantia total de sobrevivência, pois quando o patim se move e continua espaço aberto torna-se perceptível para os predadores.
Cite o tipo de adaptação, o significado da coloração protetora, bem como a natureza relativa da adaptabilidade do linguado, que vive em reservatórios marinhos próximos ao fundo.
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Tipo de coloração - protetora (fundindo-se com o fundo do fundo do mar). Significado: o peixe fica invisível contra o fundo do solo, o que lhe permite se esconder dos inimigos e de possíveis presas.
Relatividade: O condicionamento físico não ajuda na movimentação dos peixes e torna-se perceptível para os inimigos.
Nas áreas industriais da Inglaterra durante os séculos 19 a 20, o número de borboletas mariposas com asas escuras aumentou em comparação com as de cores claras. Explique este fenômeno do ponto de vista da teoria evolutiva e determine a forma de seleção.
=Explicar a razão do melanismo industrial nas borboletas da mariposa da bétula do ponto de vista do ensino evolutivo e determinar a forma de seleção.
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Primeiro, uma das borboletas desenvolveu uma mutação que lhe permitiu adquirir uma cor ligeiramente mais escura. Essas borboletas são um pouco menos visíveis em troncos defumados e, portanto, foram destruídas pelos pássaros com menos frequência do que as borboletas comuns. Eles sobreviveram com mais frequência e deram à luz descendentes (ocorreu seleção natural), de modo que o número de borboletas escuras aumentou gradualmente.
Então, uma das borboletas um pouco mais escuras desenvolveu uma mutação que permitiu que ficasse ainda mais escura. Devido à camuflagem, essas borboletas sobreviveram e produziram descendentes com mais frequência, e o número de borboletas escuras aumentou.
Assim, devido à interação dos fatores determinantes da evolução (variabilidade hereditária e seleção natural), surgiu a coloração camuflada escura nas borboletas. Forma de seleção: condução.
O formato do corpo da borboleta kalimma lembra uma folha. Como uma borboleta desenvolveu esse formato corporal?
=As lagartas da borboleta branca do nabo são de cor verde clara e são invisíveis contra o fundo das folhas crucíferas. Explique, com base na teoria evolutiva, o surgimento coloração paternalista neste inseto.
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Primeiro, uma das lagartas desenvolveu uma mutação que lhe permitiu adquirir uma cor parcialmente verde. Essas lagartas são um pouco menos visíveis nas folhas verdes e, portanto, foram destruídas pelos pássaros com menos frequência do que as lagartas comuns. Eles sobreviveram com mais frequência e deram à luz descendentes (ocorreu seleção natural), então gradualmente o número de borboletas com lagartas verdes aumentou.
Então, uma das lagartas parcialmente verdes desenvolveu uma mutação que lhe permitiu tornar-se ainda mais verde. Devido à camuflagem, essas lagartas sobreviveram com mais frequência do que outras lagartas, transformaram-se em borboletas e deram à luz descendentes, e o número de borboletas com lagartas ainda mais verdes aumentou.
Assim, devido à interação dos fatores determinantes da evolução (variabilidade hereditária e seleção natural), as lagartas desenvolveram uma cor de camuflagem verde clara.
Moscas semelhantes a abelhas, que não possuem aparelho picador, aparência semelhante às abelhas. Explique, com base na teoria evolutiva, o surgimento do mimetismo nesses insetos.
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Primeiro, uma das moscas desenvolveu uma mutação que lhe permitiu adquirir uma ligeira semelhança com uma abelha. Essas moscas eram comidas pelos pássaros com um pouco menos de frequência, sobreviviam e davam à luz com mais frequência (ocorreu seleção natural), de modo que gradualmente o número de moscas semelhantes a abelhas aumentou.
Então, uma dessas moscas sofreu uma mutação que lhe permitiu tornar-se ainda mais parecida com uma abelha. Devido ao mimetismo, essas moscas sobreviveram e deram à luz descendentes com mais frequência do que outras moscas, e o número de moscas com semelhanças ainda maiores com as abelhas aumentou.
Assim, devido à interação dos fatores determinantes da evolução (variabilidade hereditária e seleção natural), surgiu o mimetismo das abelhas nas moscas.
O corpo da zebra, que vive nas savanas africanas, apresenta listras claras e escuras alternadas. Cite o tipo de sua coloração protetora, explique seu significado, bem como a natureza relativa de sua adaptabilidade.
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A zebra tem uma coloração distinta. Em primeiro lugar, essa coloração esconde do predador os contornos reais do animal (não está claro onde termina uma zebra e começa outra). Em segundo lugar, as listras não permitem ao predador determinar com precisão a direção do movimento e a velocidade da zebra. Relatividade: Zebras de cores vivas são claramente visíveis contra o fundo da savana.
A lagarta da borboleta mariposa vive nos galhos das árvores e, no momento do perigo, torna-se como um galho. Cite o tipo de dispositivo de proteção, explique seu significado e natureza relativa.
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Tipo de dispositivo: camuflagem. Significado: A lagarta em forma de galho é menos perceptível e tem menos probabilidade de ser comida por pássaros. Relatividade: em uma árvore de cor diferente ou em um poste, essa lagarta será claramente visível.
No processo de evolução, a lebre branca desenvolveu a capacidade de mudar a cor da sua pelagem. Explique como se formou essa adaptação ao meio ambiente. Qual é o seu significado e como se manifesta a natureza relativa da aptidão?
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Significado: A lebre tem pêlo branco no inverno e cinza no verão para ser menos perceptível aos predadores.
Formação: as mutações surgiram acidentalmente, dando à lebre essa cor de pelo; essas mutações foram preservadas pela seleção natural, uma vez que as lebres não detectadas pelos predadores tinham maior probabilidade de sobreviver.
Relatividade: se uma lebre atinge uma superfície sem neve no inverno (uma pedra, um fogo), então ela fica muito visível.
Cite o tipo de coloração protetora contra inimigos em fêmeas de pássaros com nidificação aberta. Explique seu significado e natureza relativa.
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Tipo de cor: camuflagem (combina com o fundo).
Significado: um pássaro pousado em um ninho é invisível para um predador.
Relatividade: Quando o fundo muda ou se move, o pássaro torna-se perceptível.
A seleção natural sempre tem um caráter reação adaptativaàs condições de existência. Todos os sinais dos organismos vivos estão adaptados às condições de sua existência. A adaptabilidade difere entre interna e estrutura externa organismos, comportamento animal, etc.
Por exemplo, a intensidade da reprodução é maior nas criaturas cujos descendentes morrem em grande número. O bacalhau, que não se preocupa com a prole, põe cerca de 5 milhões de ovos durante o período de desova. A fêmea de um pequeno peixe marinho, um esgana-gata de quinze espinhos, cujo macho guarda o ninho com ovos, põe apenas algumas dezenas de ovos. Um elefante, cujos filhotes na natureza quase nunca são ameaçados, não traz mais do que 6 filhotes de elefante durante sua longa vida, mas a lombriga humana, cuja grande maioria dos filhotes morre, põe 200 mil ovos todos os dias durante o ano.
As plantas polinizadas pelo vento produzem grandes quantidades de pólen fino, seco e muito leve. Os estigmas dos pistilos de suas flores são grandes e em formato de penas. Tudo isso os ajuda a polinizar com mais eficiência. Mas as plantas polinizadas por insetos têm muito menos pólen, são grandes e pegajosas, suas flores têm nectários e são coloridas para atrair insetos polinizadores.
Exemplos vívidos de adaptação são coloração protetora e mimetismo. Mimetismo - imitação espécies perigosas- observado em muitos animais. Por exemplo, alguns inofensivos Serpentes venenosas adquiriram semelhanças significativas com seus parentes venenosos, o que os ajuda a evitar ataques de predadores.
A teoria de Darwin explica o surgimento da aptidão através da variação hereditária e da seleção natural.
No entanto, deve-se sempre levar em conta que a aptidão é relativa. Ou seja, qualquer adaptação ajuda a sobreviver apenas nas condições em que foi formada. Assim que as condições mudarem, uma característica anteriormente útil se transformará em prejudicial e levará à morte. Por exemplo, um veloz que voa lindamente tem asas muito longas e estreitas. No entanto, esta especialização da asa fez com que o andorinhão não pudesse decolar de superfícies planas e, se não tivesse de onde pular, morresse.
Caráter relativo a aptidão também pode ser considerada usando o seguinte exemplo: nas regiões industriais da Europa, onde, devido ao intenso desenvolvimento da produção, morreram os líquenes de cor clara que cobriam os troncos das árvores, indivíduos de borboletas de cor escura substituíram os indivíduos de cor clara. Este fenômeno é denominado melanismo industrial. O fato é que os insetos de cor clara são muito visíveis contra um fundo escuro e são consumidos principalmente por pássaros. Nas áreas rurais, ao contrário, os insetos escuros são claramente visíveis nos troncos claros e são eles que são destruídos pelos pássaros. Assim, a seleção natural iniciou a divergência (divergência) dentro de uma espécie, o que pode levar primeiro ao surgimento de subespécies e depois a novas espécies.
A formação de novas espécies é a etapa mais importante do processo de evolução.
O processo evolutivo é dividido em micro e macroevolução. Microevolução é o processo de reestruturação dentro de uma espécie, levando à formação de novas populações, subespécies e terminando com a formação de novas espécies.
Assim, a microevolução é o estágio inicial do processo evolutivo, que pode ocorrer em períodos de tempo relativamente curtos e que pode ser observado e estudado diretamente.
Como resultado da variabilidade hereditária (mutacional), ocorrem mudanças aleatórias no genótipo. A taxa de mutação espontânea é bastante alta e 1-2% das células germinativas apresentam genes mutados ou cromossomos alterados. As mutações são geralmente recessivas e raramente benéficas para a espécie. Porém, se como resultado de uma mutação ocorrem alterações benéficas para qualquer indivíduo, então ele recebe algumas vantagens sobre outros indivíduos da população: recebe mais alimentos ou torna-se mais resistente à influência de bactérias e vírus patogênicos, etc. Por exemplo, o desenvolvimento de um pescoço longo permitiu que os ancestrais da girafa se alimentassem de folhas de árvores altas, o que lhes fornecia mais alimento do que os indivíduos da população com pescoço curto.
Assim, com o surgimento de um novo traço, inicia-se o processo de divergência, ou seja, a divergência de traços dentro da população.
Existem ondas numéricas em uma população de qualquer espécie. Em anos favoráveis, a população aumenta: ocorre uma reprodução intensiva, a maioria dos indivíduos jovens e idosos sobrevive. Em nenhum anos favoráveis o tamanho da população pode cair drasticamente: muitos indivíduos, especialmente jovens e velhos, morrem e a intensidade da reprodução diminui. Tais ondas dependem de muitos fatores: mudanças climáticas, quantidade de alimentos, número de inimigos, microrganismos patogênicos, etc. Em anos desfavoráveis para a população, podem surgir condições em que apenas sobrevivam aqueles indivíduos que, como resultado da mutação, adquiriram uma característica útil. Por exemplo, durante uma seca, os ancestrais da girafa de pescoço curto poderiam morrer de fome, e os indivíduos de pescoço longo e seus descendentes começaram a dominar a população. Assim, em um período de tempo bastante curto, como resultado da seleção natural, uma população de animais artiodáctilos de “pescoço longo” poderia aparecer. Mas se os indivíduos desta população pudessem cruzar livremente com parentes de “pescoço curto” de populações vizinhas, então o novo tipo não poderia ter surgido.
Assim, o próximo fator necessário na microevolução é o isolamento de uma população de indivíduos com uma nova característica que surgiu de uma população de indivíduos que não possuem essa característica. O isolamento pode ser realizado de diversas maneiras.
1. O isolamento geográfico como factor de especiação. Esse tipo
o isolamento está associado à expansão da distribuição de habitat da espécie.
Ao mesmo tempo, novas populações encontram-se em condições diferentes em comparação com outras populações: climáticas, de solo, etc. Mudanças hereditárias ocorrem constantemente na população, a seleção natural opera - como resultado desses processos, o pool genético da população muda e surge uma nova subespécie. O cruzamento livre de novas populações ou subespécies entre si pode ser dificultado por lacunas na distribuição devido a rios, montanhas, geleiras, etc. Assim, por exemplo, com base em fatores geográficos isolamento de uma espécie de lírio do vale ao longo de vários milhões de anos, surgiu toda uma série de espécies. Este caminho de especiação é lento, ocorrendo ao longo de centenas, milhares e milhões de gerações.
2. Isolamento temporário como fator de especiação. Este tipo de isolamento se deve ao fato de que se o momento da reprodução não coincidir, duas subespécies próximas não poderão cruzar, e novas divergências levarão à formação de duas novas espécies. Desta forma, surgem novas espécies de peixes se os períodos de desova das subespécies não coincidirem, ou surgem novas espécies de plantas se os períodos de floração das subespécies não coincidirem.
3. O isolamento reprodutivo como factor de especiação. Esse tipo de isolamento ocorre quando é impossível cruzar indivíduos de duas subespécies devido a discrepância na estrutura dos órgãos genitais, diferenças de comportamento e incompatibilidade de material genético.
Em qualquer caso, qualquer isolamento leva à separação reprodutiva – ou seja, à impossibilidade de cruzar espécies emergentes.
Assim, o processo de microevolução pode ser dividido nas seguintes etapas:
1. Mutações espontâneas e início de divergência dentro de uma população.
2. Seleção natural dos indivíduos mais adaptados, continuação da divergência.
3. A morte de indivíduos menos adaptados como resultado da influência das condições ambientais é a continuação da seleção natural e a formação de novas populações e subespécies.
4. Isolamento de subespécies, resultando no surgimento de novas espécies devido à separação reprodutiva.
Tópico: Adaptação dos organismos ao seu ambiente e sua natureza relativa.
Alvo: formar o conceito de adaptabilidade dos organismos ao seu ambiente, conhecimento sobre os mecanismos de adaptação como resultado da evolução.
Durante as aulas.
1. Momento organizacional.
2. Repetição do material estudado.
Em forma de conversa frontal, propõe-se responder às questões:
Qual é o fornecedor de material para seleção na população?
Cite a única força motriz orientadora da evolução.
Na natureza, existe uma discrepância entre a capacidade dos organismos de se reproduzirem ilimitadamente e os recursos limitados. É esta a razão...? luta pela existência, em que sobrevivem os indivíduos mais adaptados às condições ambiente.
3.Aprender novo material.
1). Fitness.
- A evolução tem três consequências relacionadas:
1. Complicação gradual e aumento na organização dos seres vivos.
2. Variedade de espécies.
3. Aptidão relativa organismos às condições ambiente externo.
? Qual você acha que é a importância da aptidão para um organismo?
Responder: A adaptação às condições ambientais aumenta as chances dos organismos sobreviverem e permanecerem número grande filhos.
Como sabem, a contribuição mais significativa para o desenvolvimento das ideias evolucionistas nos séculos XVIII e XIX. contribuição de K. Linnaeus, J.B. Lamarck, C.Darwin.
-?Surge a pergunta: como se formam as adaptações?
Vamos tentar explicar a formação da tromba de um elefante do ponto de vista de K. Linnaeus, J.B. Lamarck, C.Darwin.
C. Lineu: a aptidão dos organismos é uma manifestação da conveniência inicial. Força motrizé Deus. Exemplo: Deus criou os elefantes, como todos os animais. Portanto, desde o momento em que aparecem, todos os elefantes possuem uma tromba longa.
JB Lamarck : a ideia da capacidade inata dos organismos de mudar sob a influência do ambiente externo. A força motriz da evolução é o desejo dos organismos pela perfeição. Exemplo: Os elefantes, ao conseguirem comida, tinham que esticar constantemente o lábio superior para conseguir comida (exercício). Essa característica é herdada. Foi assim que surgiu a longa tromba dos elefantes.
Carlos Darwin : Entre os muitos elefantes havia animais com trombas de diferentes comprimentos. Aqueles com tronco um pouco mais longo tiveram mais sucesso na obtenção de alimento e na sobrevivência. Essa característica foi herdada. Assim, gradualmente, surgiu a longa tromba dos elefantes.
Tarefa: -Tente classificar as afirmações propostas em três categorias:
# Corresponde às opiniões de Linnaeus;
# Corresponde às opiniões de Lamarck;
# Corresponde às opiniões de Darwin.
1. As adaptações surgem como resultado de novas mutações.
2. A adaptabilidade dos organismos é uma manifestação da conveniência inicial.
3. Os organismos têm uma capacidade inata de mudar sob a influência do ambiente externo.
4. As adaptações são fixadas como resultado da seleção natural.
5. Uma das forças motrizes da evolução é o desejo dos organismos pela perfeição.
6. Uma das forças motrizes da evolução é a luta pela existência.
7. Uma das forças motrizes da evolução é o exercício ou não exercício de órgãos sob certas condições ambientais.
8. A força motriz por trás do surgimento da boa forma é Deus.
9. As características adquiridas durante a interação de um indivíduo com o meio ambiente são herdadas.
Resposta: Lineu -2,8; Lamarck – 3,5,7,9; Darwin – 1,4,6.
Charles Darwin foi o primeiro a dar uma explicação materialista da origem da aptidão. A seleção natural contínua desempenha um papel decisivo no surgimento das adaptações. Cada adaptação é desenvolvida com base na variabilidade hereditária no processo de luta pela existência e na seleção natural ao longo de uma série de gerações.
Adaptabilidade ou adaptação dos organismos é um conjunto daquelas características de estrutura, fisiologia e comportamento que proporcionam a uma determinada espécie a possibilidade de um estilo de vida específico em determinadas condições ambientais.
O mecanismo de adaptação:
Mudanças nas condições de vida → variabilidade hereditária individual → seleção natural → aptidão.
Tipos de adaptações:
1. Adaptações morfológicas (mudança na estrutura corporal): formato corporal aerodinâmico em peixes e pássaros; membranas entre os dedos das aves aquáticas; pêlo grosso em mamíferos do norte; corpo achatado em peixes de fundo. Forma rasteira e em forma de almofada em plantas em latitudes do norte e áreas de alta montanha.
2. Coloração protetora. A coloração protetora é desenvolvida em espécies que vivem abertamente e podem ser acessíveis aos inimigos. Esta coloração torna os organismos menos perceptíveis no contexto da área circundante. Exemplos:
No Extremo Norte, muitos animais são coloridos cor branca (Urso polar, perdiz branca).
–Na zebra e no tigre, as listras escuras e claras no corpo coincidem com a alternância de sombra e luz da área circundante (pouco perceptível a uma distância de 50-70 metros).
Nas aves com nidificação aberta (perdiz, perdiz, perdiz avelã), a fêmea sentada no ninho é quase indistinguível do fundo circundante.
3. Camuflagem. A camuflagem é um dispositivo no qual a forma e a cor do corpo dos animais se fundem com os objetos circundantes. Por exemplo: as lagartas de algumas borboletas lembram galhos no formato e na cor do corpo; os insetos que vivem na casca das árvores (besouros, besouros de chifre longo) podem ser confundidos com líquenes; formato do corpo do inseto; fusão do linguado com o fundo do fundo do mar.
4 . Mimetismo. Mimetismo é a imitação de um organismo menos protegido de uma espécie por um organismo mais protegido de outra espécie. Por exemplo: alguns tipos cobras não venenosas e os insetos são semelhantes aos venenosos (a mosca flutuante é uma vespa, as cobras tropicais são cobras venenosas). As flores Snapdragon são semelhantes às abelhas - os insetos estão tentando estabelecer uma relação de acasalamento, o que promove a polinização. O mimetismo é o resultado da seleção de mutações semelhantes em espécies diferentes. Ajuda os animais desprotegidos a sobreviver e ajuda a preservar o corpo na luta pela existência.
5. Coloração de advertência (ameaçadora). Coloração brilhante de advertência de formas venenosas e pungentes bem protegidas: o inseto soldado, joaninha, vespas, besouros da batata do Colorado, coloração de abelha, manchas pretas e laranja de lagartas, etc.
6. Adaptações fisiológicas: adaptabilidade dos processos vitais às condições de vida; acúmulo de gordura pelos animais do deserto antes do início da estação seca (camelo); glândulas que eliminam o excesso de sais em répteis e aves que vivem perto do mar; conservação de água em cactos; metamorfose rápida em anfíbios do deserto; termolocalização, ecolocalização; estado de animação suspensa parcial ou completa.
7. Adaptações comportamentais: mudanças de comportamento em determinadas condições; cuidar da prole; formação de pares separados em época de acasalamento, e no inverno se unem em bandos, o que facilita a alimentação e a proteção (lobos, muitos pássaros); comportamento dissuasor (besouro-bombardeiro, gambá); congelamento, imitação de lesão ou morte; hibernação, armazenamento de alimentos.
8. Adaptações bioquímicas associada à formação no organismo de certas substâncias que facilitam a proteção contra inimigos ou ataques a outros animais; venenos de cobras, escorpiões, antibióticos de fungos, bactérias; cristais de oxalato de potássio nas folhas ou espinhos das plantas (cacto, urtiga)
9. Adaptações a fatores abióticos (por exemplo, frio):
Em animais : pêlo grosso, camada subcutânea espessa de gordura, vôo para o sul, hibernação, armazenando alimentos para o inverno.
Nas plantas : queda de folhas, resistência ao frio, preservação de órgãos vegetativos no solo, presença de modificações (bulbos, rizomas, etc. com fornecimento de nutrientes).
10. Métodos de obtenção de alimentos.
Em animais : - comendo folhas árvores altas(Pescoço longo); captura com redes de captura (tecendo teias e criando outras armadilhas diversas) e esperando por alimentos;
Estrutura especial órgãos digestivos para capturar insetos em buracos estreitos; pegar insetos voadores; mastigação repetida de alimentos ásperos (língua comprida e pegajosa, estômago com várias câmaras, etc.)
Agarrar e segurar a presa mamíferos predadores e pássaros (dentes carnassiais, garras, bico em forma de gancho).
Nas plantas : desenvolvimento intensivo de raízes e pelos radiculares→absorção de água e sais minerais; folhas largas e finas, mosaico foliar→absorção de energia solar; captura e digestão de pequenos animais→plantas insetívoras.
11. Proteção contra inimigos.
Em animais: corrida rápida; agulhas, concha; odor repelente; paternalista. aviso e outros tipos de pintura; células urticantes.
Nas plantas: espinhos; formato de roseta, inacessível para corte; Substâncias toxicas.
12. Garantir a eficiência da reprodução.
Em animais : atrair um parceiro sexual: plumagem brilhante, “coroa de chifres”; canções; danças de acasalamento.
Nas plantas : atração polinizadora: néctar; pólen; cor brilhante de flores ou inflorescências, cheiro.
13. Reassentamento em novos territórios.
Em animais : migrações - movimentos de rebanhos, colônias, bandos em busca de alimento e condições adequadas para reprodução (migrações de aves, migrações de antílopes, zebras, natação de peixes).
Nas plantas: distribuição de sementes e esporos: ganchos tenazes, espinhos; cristas, peixes-leão, moscas para transferência pelo vento; frutas suculentas, etc.
2. A natureza relativa do condicionamento físico.
Até Charles Darwin enfatizou que todas as adaptações, por mais perfeitas que sejam, são relativas. A adaptação é relativa e qualquer adaptação ajuda a sobreviver apenas nas condições em que foi formada. Quando as condições mudam, uma característica anteriormente benéfica pode se transformar em prejudicial e levar à morte do organismo.
Os seguintes fatos podem servir como evidência da relatividade das adaptações:
Uma perdiz branca revela-se como uma sombra na neve. A lebre da montanha é visível contra o fundo de troncos escuros. Uma mariposa voa até o fogo (elas coletam néctar de flores claras à noite). As asas do andorinhão proporcionam-lhe um voo muito rápido e manobrável, mas não permitem que decole se a ave cair acidentalmente no solo (os andorinhões nidificam apenas em falésias altas). Quando a neve cai na hora certa, a lebre branca, que mudou para o inverno, fica claramente visível contra o fundo da terra escura. Pequenos pássaros continuam gastando energia alimentando o filhote de cuco, que expulsou seus filhotes do ninho. A coloração brilhante do pavão macho garante seu sucesso com as fêmeas, mas ao mesmo tempo atrai predadores.
Em áreas florestais, os ouriços coletam carrapatos, incluindo encefalite, mais do que qualquer outro animal. Com sua “concha” espinhosa, o ouriço, como um pincel, penteia os carrapatos famintos que subiram na grama da floresta. O ouriço não consegue se livrar dos carrapatos incrustados entre as agulhas. Durante a primavera, cada ouriço alimenta dezenas de milhares de carrapatos. Assim, a cobertura espinhosa protege o ouriço dos predadores de maneira confiável, mas protege os carrapatos do próprio ouriço com a mesma segurança.
Assim, a aptidão não é absoluta, mas relativa.
A natureza relativa da aptidão contradiz a afirmação da conveniência absoluta na natureza viva (a teoria evolucionária de J.-B. Lamarck).
3. Fixação do material. Trabalhando com cartões.
4. Trabalho de casa parágrafo 58, perguntas.
No século 19 a pesquisa trouxe cada vez mais dados novos que revelam a adaptabilidade de animais e plantas às condições ambientais; a questão das razões desta perfeição do mundo orgânico permaneceu em aberto. Darwin explicou a origem do fitness em mundo orgânico através da seleção natural.
Vamos primeiro nos familiarizar com alguns fatos que indicam a adaptabilidade dos animais e das plantas.
Exemplos de adaptação no mundo animal. Difundido no mundo animal várias formas coloração protetora. Eles podem ser reduzidos a três tipos: proteção, advertência, camuflagem.
Coloração protetora ajuda o corpo a se tornar menos perceptível no contexto da área circundante. Entre a vegetação verde, insetos, moscas, gafanhotos e outros insetos costumam ser coloridos cor verde. A fauna do Extremo Norte (urso polar, lebre polar, perdiz branca) é caracterizada pela coloração branca. Nos desertos, os tons amarelos predominam nas cores dos animais (cobras, lagartos, antílopes, leões).
Coloração de aviso distingue claramente o organismo no ambiente com listras e manchas brilhantes e variadas (ficha 2). É encontrada em insetos venenosos, ardentes ou que picam: zangões, vespas, abelhas, besouros. Coloração brilhante e de advertência geralmente acompanha outros meios de defesa: cabelos, espinhos, picadas, líquidos cáusticos ou de cheiro pungente. O mesmo tipo de coloração é ameaçador.
Disfarce pode ser alcançado pela semelhança na forma e cor do corpo com qualquer objeto: folha, galho, galho, pedra, etc. Quando em perigo, a lagarta da mariposa se estica e congela em um galho como um galho. Uma mariposa imóvel pode facilmente ser confundida com um pedaço de madeira podre. A camuflagem também é alcançada mimetismo. Mimetismo refere-se a semelhanças de cor, formato corporal e até mesmo comportamento e hábitos entre duas ou mais espécies de organismos. Por exemplo, abelhas e moscas vespas, que não têm ferrão, são muito semelhantes aos zangões e vespas - insetos que picam.
Não se deve pensar que a coloração protetora necessariamente e sempre salva os animais do extermínio pelos inimigos. Mas os organismos ou grupos deles com cores mais adaptadas morrem com muito menos frequência do que aqueles que são menos adaptados.
Juntamente com a coloração protetora, os animais desenvolveram muitas outras adaptações às condições de vida, expressas em seus hábitos, instintos e comportamento. Por exemplo, em caso de perigo, as codornizes descem rapidamente para o campo e congelam em posição imóvel. Nos desertos, cobras, lagartos e besouros se escondem do calor na areia. No momento de perigo, muitos animais assumem 16 poses ameaçadoras.
Exemplos de adaptação em plantas.Árvores altas, cujas copas são sopradas livremente pelo vento, via de regra, apresentam frutos e sementes com flocos. A vegetação rasteira e os arbustos onde vivem os pássaros são caracterizados por frutos de cores vivas e polpa comestível. Muitas gramíneas têm frutos e sementes com ganchos com os quais se prendem ao pêlo dos mamíferos.
Uma variedade de dispositivos evitam a autopolinização e garantem a polinização cruzada das plantas.
Em plantas monóicas, machos e flores femininas não amadurecem ao mesmo tempo (pepinos). As plantas com flores bissexuais são protegidas da autopolinização pelas diferentes maturação dos estames e pistilos ou pelas peculiaridades de sua estrutura e posição relativa (nas prímulas).
Apontemos mais exemplos: os tenros brotos das plantas primaveris - anêmona, chistyaka, talhadia azul, cebola de ganso, etc. - toleram temperaturas abaixo de zero devido à presença de uma solução concentrada de açúcar na seiva celular. Crescimento muito lento, baixa estatura, folhas pequenas, raízes superficiais de árvores e arbustos na tundra (salgueiro, bétula, zimbro), desenvolvimento extremamente rápido da flora polar na primavera e no verão - todas essas são adaptações à vida em condições de permafrost.
Muitas plantas daninhas produzem um número imensamente maior de sementes do que as cultivadas - esta é uma característica adaptativa.
Múltiplo dispositivos. As espécies de plantas e animais diferem em sua adaptabilidade não apenas às condições do ambiente inorgânico, mas também entre si. Por exemplo, em floresta de folhas largas a cobertura de grama na primavera é formada por plantas que gostam de luz (grama com crista, anêmona, pulmão, chistyak) e no verão por plantas tolerantes à sombra (budra, lírio do vale, zelenchuk). Os polinizadores de plantas com floração precoce são principalmente abelhas, zangões e borboletas; As plantas com flores de verão são geralmente polinizadas por moscas. Numerosos pássaros insetívoros(oriole, pica-pau), nidificando em uma floresta de folhas largas, destroem suas pragas.
No mesmo habitat, os organismos apresentam adaptações diferentes. O pássaro dipper não possui membranas natatórias, embora obtenha seu alimento pela água, mergulhando, usando as asas e agarrando-se às pedras com os pés. A toupeira e o rato-toupeira pertencem a animais escavadores, mas o primeiro escava com os membros e o segundo faz passagens subterrâneas com a cabeça e incisivos fortes. A foca nada com nadadeiras e o golfinho usa a nadadeira caudal.
A origem das adaptações nos organismos. A explicação de Darwin sobre o surgimento de adaptações complexas e diversas a condições ambientais específicas era fundamentalmente diferente da compreensão de Lamarck sobre esta questão. Esses cientistas também diferiram bastante na identificação das principais forças motrizes da evolução.
A teoria de Darwin dá uma explicação materialista completamente lógica da origem, por exemplo, da coloração protetora. Consideremos o aparecimento da cor verde do corpo das lagartas que vivem nas folhas verdes. Seus ancestrais poderiam ter sido pintados de alguma outra cor e não comiam folhas. Suponha que, devido a algumas circunstâncias, eles foram forçados a passar a comer folhas verdes. É fácil imaginar que os pássaros bicaram muitos desses insetos, bem visíveis contra o fundo verde. Dentre as diversas alterações hereditárias que sempre são observadas na prole, podem ocorrer alterações na cor do corpo das lagartas, tornando-as menos perceptíveis nas folhas verdes. Das lagartas com tonalidade esverdeada, alguns indivíduos sobreviveram e deram descendentes férteis. Nas gerações subsequentes, continuou o processo de sobrevivência preferencial das lagartas, menos perceptível pela cor nas folhas verdes. Com o tempo, graças à seleção natural, a cor verde do corpo das lagartas tornou-se cada vez mais consistente com o fundo principal.
O surgimento do mimetismo também pode ser explicado apenas pela seleção natural. Organismos com os menores desvios na forma, cor e comportamento do corpo, aumentando sua semelhança com animais protegidos, tiveram maior oportunidade de sobreviver e deixar numerosos descendentes. O percentual de morte desses organismos foi menor do que aqueles que não apresentaram alterações benéficas. De geração em geração, a mudança benéfica foi fortalecida e melhorada através do acúmulo de sinais de semelhança com animais protegidos.
A força motriz da evolução-- seleção natural.
Teoria de Lamarck revelou-se completamente impotente em explicar a conveniência orgânica, por exemplo, a origem Vários tipos coloração protetora. É impossível presumir que os animais “praticaram” as cores ou padrões do corpo e adquiriram aptidão através do exercício. Também é impossível explicar a adaptação mútua dos organismos entre si. Por exemplo, é completamente inexplicável que a tromba das abelhas operárias corresponda à estrutura da flor de certos tipos de plantas que polinizam. As abelhas operárias não se reproduzem e as abelhas rainhas, embora produzam descendentes, não podem “exercitar” a tromba porque não coletam pólen.
Vamos lembrar Forças dirigentes evolução segundo Lamarck: 1) “o desejo da natureza de progresso”, como resultado do qual o mundo orgânico se desenvolve a partir de formas simples a complexo, e 2) o efeito mutável do ambiente externo (direto nas plantas e animais inferiores e indireto com a participação sistema nervoso em animais superiores).
A compreensão de Lamarck da gradação como um aumento gradual na organização dos seres vivos de acordo com leis “imutáveis”, em essência, leva ao reconhecimento da fé em Deus. A teoria da adaptação direta dos organismos às condições ambientais através do aparecimento apenas de mudanças adequadas neles e da herança obrigatória de características assim adquiridas decorre logicamente da ideia de conveniência primordial. A herança de características adquiridas não foi confirmada experimentalmente.
Para mostrar mais claramente a principal diferença entre Lamarck e Darwin na compreensão do mecanismo da evolução, daremos uma explicação do mesmo exemplo com suas próprias palavras.
A formação de pernas longas e pescoço longo em uma girafa
De acordo com Lamarck
“Sabe-se que esse mamífero mais alto vive no interior da África e é encontrado em locais onde o solo está sempre seco e desprovido de vegetação. Isso faz com que a girafa coma as folhas das árvores e faça esforços constantes para alcançá-las. Como resultado desse hábito, que existe há muito tempo entre todos os indivíduos desta raça, as patas dianteiras da girafa tornaram-se mais longas que as traseiras, e seu pescoço tornou-se tão longo que este animal, sem sequer se levantar nas costas pernas, levantando apenas a cabeça, atinge seis metros de altura... Qualquer alteração adquirida por um órgão devido ao uso habitual, suficiente para produzir essa alteração, é posteriormente preservada através da reprodução, desde que seja inerente à mesma. ambos os indivíduos participam conjuntamente da fertilização durante a reprodução de sua espécie. Esta mudança é transmitida posteriormente e, portanto, transmitida a todos os indivíduos das gerações subsequentes expostos às mesmas condições, embora os descendentes já não tenham de a adquirir da forma como foi efectivamente criada.
De acordo com Darwin
“A girafa, devido ao seu alto crescimento, é muito pescoço longo, patas dianteiras, cabeça e língua, perfeitamente adaptadas para arrancar folhas dos galhos superiores das árvores... os indivíduos mais altos, que eram alguns centímetros mais altos que os outros, muitas vezes conseguiam sobreviver durante períodos de seca, vagando em busca de alimento por todo o país. Esta ligeira diferença de tamanho, devido às leis de crescimento e variação, não tem consequências para a maioria das espécies. Mas foi diferente com a girafa nascente, se levarmos em conta o seu provável modo de vida, porque aqueles indivíduos que possuem algum ou vários partes diferentes os corpos eram mais longos que o normal; geralmente tinham que sobreviver. Quando cruzados, deveriam ter deixado descendentes com as mesmas características estruturais ou com tendência a mudar na mesma direção, enquanto os indivíduos menos favoravelmente organizados nesse aspecto deveriam ter sido os mais propensos à morte. … a seleção natural protege e, portanto, separa todos os indivíduos superiores, dando-lhes plena oportunidade de cruzar, e contribui para a destruição de todos os indivíduos inferiores.”
A teoria da adaptação direta dos organismos às condições ambientais através do aparecimento de mudanças adequadas e sua herança ainda hoje encontra adeptos. Só é possível revelar seu caráter idealista com base em uma profunda assimilação dos ensinamentos de Darwin sobre a seleção natural - a força motriz da evolução.
Relatividade das adaptações dos organismos. A teoria da seleção natural de Darwin não só explicou como a aptidão poderia surgir no mundo orgânico, mas também provou que sempre existiu. caráter relativo. Nos animais e nas plantas, junto com as características úteis, existem também outras inúteis e até prejudiciais.
Aqui estão alguns exemplos de órgãos que são inúteis para os organismos, inúteis: ossos de ardósia em um cavalo, os restos dos membros posteriores em uma baleia, os restos da terceira pálpebra em macacos e humanos, o apêndice vermiforme do ceco em humanos .
Qualquer adaptação ajuda os organismos a sobreviver apenas nas condições em que foi desenvolvida pela seleção natural. Mas mesmo nestas condições é relativo. Num dia claro e ensolarado de inverno, a perdiz branca revela-se como uma sombra na neve. A lebre branca, invisível na neve da floresta, torna-se visível contra o fundo dos troncos, correndo até a orla da floresta.
As observações da manifestação dos instintos nos animais, em vários casos, mostram sua natureza inadequada. As mariposas voam em direção ao fogo, embora morram no processo. Eles são atraídos pelo fogo por instinto: coletam néctar principalmente de flores claras, claramente visíveis à noite. A maioria melhor proteção organismos não é confiável em todos os casos. As ovelhas comem sem causar danos a aranha karakurt da Ásia Central, cuja mordida é venenosa para muitos animais.
A especialização restrita de um órgão pode causar a morte do organismo. O andorinhão não consegue decolar de uma superfície plana, pois tem asas longas, mas pernas muito curtas. Ele decola apenas empurrando de alguma borda, como se fosse um trampolim.
As adaptações das plantas que impedem os animais de comê-las são relativas. O gado faminto também come plantas protegidas por espinhos. O benefício mútuo dos organismos conectados pela simbiose também é relativo. Às vezes, os filamentos fúngicos do líquen destroem as algas que coabitam com eles. Todos estes e muitos outros factos indicam que a conveniência não é absoluta, mas relativa.
Evidência experimental de seleção natural. Na época pós-darwiniana, foram realizadas várias experiências que confirmaram a presença da seleção natural na natureza. Por exemplo, os peixes (gambusia) eram colocados em piscinas com fundos de cores diferentes. As aves destruíram 70% dos peixes na bacia onde eram mais visíveis e 43% onde a sua cor combinava melhor com o fundo do fundo.
Em outro experimento, foi observado o comportamento de uma carriça (ordem passeriforme), que não bicava lagartas de mariposas com coloração protetora até que elas se movessem.
Experimentos confirmaram a importância da coloração de advertência no processo de seleção natural. Na orla da floresta, insetos pertencentes a 200 espécies foram dispostos em tábuas. Os pássaros voaram cerca de 2.000 vezes e bicaram apenas os insetos que não tinham cores de advertência.
Também foi descoberto experimentalmente que a maioria das aves evita insetos himenópteros de sabor desagradável. Depois de bicar uma vespa, o pássaro não toca nas moscas da vespa por três a seis meses. Então ele começa a bicá-los até chegar na vespa, após o que ele novamente não toca nas moscas por um longo tempo.
Experimentos foram realizados em “mimetismo artificial”. Os pássaros comiam avidamente larvas do besouro da farinha, pintadas com tinta carmim insípida. Algumas larvas estavam cobertas com uma mistura de tinta com quinino ou outra substância de sabor desagradável. Os pássaros, tendo encontrado tais larvas, pararam de bicar todas as larvas coloridas. O experimento foi alterado: vários padrões foram feitos no corpo das larvas, e os pássaros pegaram apenas aqueles cujos padrões não fossem acompanhados de sabor desagradável. Assim surgiram os pássaros Reflexo condicionado para alertar sinais ou imagens brilhantes.
Pesquisas experimentais sobre seleção natural também foram realizadas por botânicos. Descobriu-se que as ervas daninhas têm vários características biológicas, cujo surgimento e desenvolvimento só podem ser explicados como adaptações às condições criadas pela cultura humana. Por exemplo, as plantas camelina (família das crucíferas) e toritsa (família do cravo) têm sementes muito semelhantes em tamanho e peso às sementes de linho, cujas culturas infestam. O mesmo pode ser dito sobre as sementes do chocalho sem asas (família Norichnikov), que obstrui as plantações de centeio. As ervas daninhas geralmente amadurecem simultaneamente com as plantas cultivadas. As sementes de ambos são difíceis de separar uma da outra durante a joeiração. O homem ceifou, debulhou o joio junto com a colheita e depois semeou no campo. Involuntariamente e inconscientemente, ele contribuiu para a seleção natural de sementes de várias ervas daninhas de acordo com a semelhança com as sementes de plantas cultivadas.
1. Adaptação dos organismos ao seu ambiente, suas causas. A natureza relativa da aptidão dos organismos. Adaptação das plantas ao uso da luz na biogeocenose.
2. Mudanças na biosfera sob a influência da atividade humana. Manter o equilíbrio da biosfera como base de sua integridade.
3. Resolva o problema da natureza intermediária da herança.
1. Adaptabilidade é a correspondência da estrutura das células, tecidos, órgãos, sistemas de órgãos com as funções desempenhadas, as características do organismo com o seu habitat. Exemplos: a presença de cristas nas mitocôndrias - uma adaptação à localização nelas de um grande número de enzimas envolvidas na oxidação de substâncias orgânicas; o formato alongado dos vasos, suas paredes fortes - adaptabilidade ao movimento da água com minerais nela dissolvidos na planta. A coloração verde de gafanhotos, louva-a-deus, muitas lagartas de borboletas, pulgões e insetos herbívoros é uma adaptação para proteção contra a ingestão de pássaros.
2. As razões da aptidão são as forças motrizes da evolução: variabilidade hereditária, luta pela existência, seleção natural.
3. O surgimento dos dispositivos e a sua explicação científica. Um exemplo de formação de aptidão nos organismos: antes os insetos não tinham a cor verde, mas eram obrigados a passar a se alimentar de folhas de plantas. As populações são heterogêneas em cores. Os pássaros comiam indivíduos claramente visíveis; indivíduos com mutações (aparecimento de tons verdes) eram menos perceptíveis na folha verde. Durante a reprodução, surgiram novas mutações neles, mas os indivíduos com tons verdes foram preservados predominantemente pela seleção natural. Depois de muitas gerações, todos os indivíduos dessa população de insetos adquiriram a cor verde.
4. A natureza relativa do condicionamento físico. As características dos organismos correspondem apenas a determinadas condições ambientais. Quando as condições mudam, tornam-se inúteis e por vezes prejudiciais. Exemplos: os peixes respiram por meio de guelras, por meio das quais o oxigênio da água entra no sangue. Em terra, os peixes não conseguem respirar porque o oxigênio do ar não chega às guelras. A coloração verde dos insetos os salva dos pássaros somente quando ficam visíveis e desprotegidos nas partes verdes da planta;
5. A disposição em camadas das plantas na biogeocenose é um exemplo de sua adaptabilidade ao uso da energia luminosa. Coloque as plantas que mais gostam de luz na primeira camada e as plantas tolerantes à sombra (samambaias, grama com cascos, azeda) na camada mais baixa. O denso fechamento das copas nas comunidades florestais é a razão do pequeno número de camadas nelas.
2. 1. A biosfera é um sistema ecológico integral, relativamente estável e gigantesco, a dependência do equilíbrio historicamente estabelecido nela das conexões entre seus habitantes, de sua adaptabilidade ao meio ambiente, do papel da matéria viva na biosfera, da influência da atividade humana.
2. Causas das mudanças globais na biosfera: crescimento populacional, desenvolvimento da indústria, transporte rodoviário, ferroviário, aéreo, surgimento de redes rodoviárias complexas, mineração intensiva, construção de usinas de energia, desenvolvimento Agricultura e etc.
3. Consequências negativas do desenvolvimento da indústria, dos transportes, da agricultura - poluição de todos os ambientes vivos (solo-ar, água, solo), perda de fertilidade do solo, redução de terras aráveis, destruição de grandes áreas de florestas, desaparecimento de muitas espécies de plantas e animais, surgimento de novos patógenos perigosos para a vida humana (vírus da AIDS, hepatite infecciosa, etc.), redução de estoques água limpa, esgotamento de recursos fósseis, etc.
4. Poluição da biosfera como resultado de atividades agrícolas. O uso de altas doses de agrotóxicos é a causa da contaminação do solo e da água dos reservatórios, da diminuição do número de espécies animais que neles vivem, desacelerando a atividade vital dos decompositores (destruição de resíduos orgânicos e sua transformação em alimentos adequados
plantas minerais). A violação das normas de aplicação de fertilizantes minerais é a causa da contaminação do solo com nitratos, seu acúmulo em produtos alimentícios e envenenamento de pessoas.
5. Tipos de poluição industrial da biosfera: 1) química - liberação na biosfera de centenas de substâncias que antes não eram encontradas na natureza (chuva ácida, etc.); 2) radiação, ruído, poluição biológica, seus impacto negativo sobre a saúde humana, sobre viver importa biosfera.
6. A gestão ambiental racional é a principal forma de proteger a biosfera da poluição, preservar os recursos do esgotamento, as espécies vegetais e animais da extinção, manter o equilíbrio e a integridade da biosfera.
3. Na resolução do problema, deve-se partir do fato de que na primeira geração de híbridos a dominância será incompleta, embora a prole seja uniforme. Não aparecerá um traço dominante nem recessivo, mas um intermediário. Por exemplo, uma planta de beleza noturna não crescerá com flores vermelhas e brancas, mas com flores rosa. Na segunda geração ocorrerá uma divisão e três grupos de indivíduos aparecerão de acordo com seu fenótipo: uma parte com traço dominante (flores vermelhas), uma parte com traço recessivo (flores brancas), duas partes de heterozigotos com traço intermediário característica (rosa).
